ŽEMĖS DIRBIMO MAŠINŲ DARBO DALIŲ - dspace.lzuu.ltdspace.lzuu.lt/bitstream/1/3627/1/zemes...

53
ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS ŽEMĖS ŪKIO INŽINERIJOS FAKULTETAS Jėgos ir transporto mašinų inžinerijos institutas Egidijus Katinas ŽEMĖS DIRBIMO MAŠINŲ DARBO DALIŲ STIPRINIMAS APVIRINANT KOMPOZICINĖMIS MEDŽIAGOMIS Magistrantūros studijų baigiamasis darbas Studijų sritis: technologijos mokslai Studijų kryptis: mechanikos inžinerija Studijų programa: ž. ū. mechanikos inžinerija Akademija, 2015

Transcript of ŽEMĖS DIRBIMO MAŠINŲ DARBO DALIŲ - dspace.lzuu.ltdspace.lzuu.lt/bitstream/1/3627/1/zemes...

1

ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS

ŽEMĖS ŪKIO INŽINERIJOS FAKULTETAS

Jėgos ir transporto mašinų inžinerijos institutas

Egidijus Katinas

ŽEMĖS DIRBIMO MAŠINŲ DARBO DALIŲ

STIPRINIMAS APVIRINANT KOMPOZICINĖMIS

MEDŽIAGOMIS

Magistrantūros studijų baigiamasis darbas

Studijų sritis technologijos mokslai

Studijų kryptis mechanikos inžinerija

Studijų programa ž ū mechanikos inžinerija

Akademija 2015

2

Baigiamųjų darbų vertinimo komisija

(Patvirtinta Rektoriaus 2015 m balandžio 23 d įsakymu Nr 124ndashPA)

Pirmininkas Europos žemės ūkio inžinierių draugijos narys prof habil dr Bronius Kavolėlis

Nariai 1Žemės ūkio inžinerijos fakulteto dekanas Žemės ūkio inžinerijos ir saugos instituto doc

dr Rolandas Domeika

2 Jėgos ir transporto mašinų inžinerijos instituto prof dr Gvidonas Labeckas

3 Žemės ūkio inžinerijos ir saugos instituto prof Eglė Jotautienė

4 UAB bdquoDojus agroldquo gen dir Audrius Kavaliauskas

Mokslinis vadovas prof dr Vytenis Jankauskas Aleksandro Stulginskio universitetas

Recenzentas doc dr Gediminas Pupinis Aleksandro Stulginskio universitetas

Instituto direktorius prof dr Stasys Slavinskas Aleksandro Stulginskio universitetas

Oponentas prof Egidijus Šarauskis Aleksandro Stulginskio universitetas

3

ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS

ŽEMĖS ŪKIO INŽINERIJOS FAKULTETAS

JĖGOS IR TRANSPORTO MAŠINŲ INŽINERIJOS INSTITUTAS

Magistrantūros studijų baigiamasis darbas

Žemės dirbimo mašinų darbo dalių stiprinimas apvirinant kompozicinėmis medžiagomis

Autorius Egidijus Katinas

Vadovas prof dr Vytenis Jankauskas

Kalba ndash lietuvių

Darbo apimtis ndash 53 p

Lentelių skaičius ndash 2

Paveikslų skaičius ndash 55

Naudota informacijos šaltinių ndash 27

Priedų skaičius ndash 1

Santrauka

Darbe analizuojami pagrindiniai dirvos dirbimo būdai Išsiaiškinama traukos jėgos

priklausomybė nuo darbinio gylio dirvos kietumo priklausomybė nuo įdirbimo būdo bei dirvos ir

darbinio noragėlio sąveika Esant dideliam dirvos kietumui intensyviau dyla padargų darbinės

dalys Darbe nagrinėjami kitų mokslininkų straipsniai apie žemės dirbimo dalių dilimą įvairiose

dirvose

Atliktais tyrimais nustatyta kuri iš pasirinktų komercinių ir pagamintų UAB bdquoAnykščių

varisldquo įmonėje medžiagų yra atspariausia abrazyviniam dilimui bei išmatuotas šiomis

medžiagomis apvirintų sluoksnių kietumas Taip pat nustatyta kokio dydžio volframo karbido

grūdeliai yra atspariausi abrazyviniam dilimui

Reikšminiai žodžiai noragai abrazyvinis dilimas kietumas volframo karbidas

apvirinimas gamybiniai bandymai

4

ALEKSANDRAS STULGINSKIS UNIVERSITY

FACULTY OF AGRICULTURAL ENGINEERING

INSTITUTE OF POWER AND TRANSPORT MACHINERY ENGINEERING

Master theses

Reinforcing working parts of agricultural machines by welding them with composite materials

Author Egidijus Katinas

Supervisor prof dr Vytenis Jankauskas

Language ndash Lithuanian

Pages ndash 53 p

Tables ndash 2

Pictures ndash 55

Sources of literature ndash 27

Annexes ndash 1

Summary

This work analysing the main soil working types Explaining draft forces dependence from

working depth soil hardness dependence from working type and soil contact with share Tillage

parts wear depends from soil hardness In this work is analysing other scientist publications about

soil tillage parts in various soil contents

Investigation part is about defining the best electrodes The special electrodes was made in

JSC ldquoAnykščių varisrdquo company Other electrodes was bought in other various companies On the

experiments was find which electrodes has the highest hardness and wear resistance Also was

defined what size of tungsten carbide has wear resistance

Key words share abrasive wear hardness tungsten carbide overlaying field tests

5

TURINYS

ĮVADAS 7

1 LITERATŪROS APŽVALGA 8

11 Žemės dirbimo technologijų apžvalga ir tendencijos 8

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga 11

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio 12

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui 13

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis 15

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas 17

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui 21

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas 23

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI 24

21 Tyrimų tikslas 24

22 Tyrimų uždaviniai 24

3 TYRIMŲ METODIKA 25

31 Laboratorinių tyrimų metodika 25

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai 26

4 TYRIMŲ REZULTATAI 33

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai 33

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas 34

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas 35

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai 40

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo vertinimas

45

IŠVADOS 49

LITERATŪROS SĄRAŠAS 50

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA 52

PRIEDAI 53

6

SIMBOLIŲ AIŠKINAMASIS ŽODYNAS

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

d ndash darbinis gylis m

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

Nc ndash veiksnys lemiantis dirvos geometriją

Nq ndash veiksnys lemiantis dirvos atsparumą noragėlio ardymui

Nγ ndash veiksnys lemiantis dirvos trinties savybes

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

w ndash noragėlio plotis m

α ndash noragėlio posvyrio kampas deg

β ndash dirvos pleišto kampas deg

γ ndash dirvos tankis kgm-3

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas deg

η ndash deformuojamos dirvos į šonus kampas deg

7

ĮVADAS

Žemės dirbimo padargai (giluminiai purentuvai plūgų noragai kultivatorių noragėliai) dirba

ypatingai sunkiomis sąlygomis ndash abrazyvinėje aplinkoje Lietuvos statistikos departamento

duomenimis 2014 m Lietuvoje ariama žemė sudarė ndash apie 1600 tūkst ha plotą Šiuos plotus

ūkininkai įdirba po kelis kartus Vienam ha žemės suarti sunaudojama iki 5756 MJ energijos

(Jasinskas A 2009)

Pagal Lietuvos agrarinės ekonomikos instituto pateikiamas žemės dirbimo technologijų

kainas (Lietuvos agrarinės ekonomikos institutas 2015) už arimą tenka mokėti 45ndash75 eurų už 1

ha 30ndash40 proc šios kainos sudaro technikos remonto ir priežiūros išlaidos Brangstančios dalys

didina įdirbimo savikainą Įdirbant žemę ypatingai dyla darbinės dalys keičiasi paviršių

parametrai todėl neįvykdomi agrotechniniai reikalavimai Norint juos vykdyti reikia nuolat tikrinti

dažniausiai dylančių detalių matmenis pakitus jiems jas keisti naujomis arba ieškoti naujų

remonto būdų bei medžiagų kuriomis nudilęs sluoksnis atnaujinamas Vienas seniausių ir

paprasčiausių atnaujinimo būdų yra elektrolankinis apvirinimas Lietuvos rinkoje siūloma įvairių

elektrodų ir elektrodinių vielų kuriais apvirinti paviršiai tampa ilgaamžiškesni Tačiau nevisada

siūlomi elektrodai yra efektyvūs ir atitinka kainos ir kokybės santykį Norint sužinoti apvirinimo

medžiagų efektyvumą reikia atlikti gamybinius bandymus Šiais bandymais nustatoma medžiaga

kuria atnaujinti darbinį paviršių yra ekonomiškiausia ir efektyviausia atsižvelgiant į darbo

sąnaudas bei prastovos laiką

Pagrindinę įtaką apvirinto sluoksnio dilimo atsparumui turi elektrodo glaiste esančios

medžiagos Ieškoma įvairiausių medžiagų kurios suteiktų atsparumo dilimui tačiau nedidintų

gamybos kaštų Atliekama daug ir įvairiausių bandymų norint sužinoti kokios medžiagos gali

sumažinti paviršių dilimą Lietuvos rinkoje siūloma kelios dešimtys įvairiausių glaistytųjų

elektrodų kurie kaip teigiama gali padėti sumažinti darbinių paviršių nudilimą

Šio magistrantūros studijų darbo metu pagal sudėtį labiausiai atsparią dilimui buvo

pasirinkti 5 skirtingos sudėties glaistytieji elektrodai ir 2 elektrodinės vielos norint patikrinti jų

efektyvumą Tyrimai atlikti ir laboratorinėmis ir lauko sąlygomis Be komercinių medžiagų taip

pat buvo išbandyti UAB bdquoAnykščių varisldquo įmonėje pagaminti naujos sudėties elektrodai kurių

glaiste yra įmaišyti įvairaus dydžio (nuo 0045 iki 071 mm) volframo kabido grūdeliai

8

1 LITERATŪROS APŽVALGA

11 Žemės dirbimo technologijų apžvalga ir tendencijos

Žemės dirbimas ndash tai žemės dirbimo mašinų ir padargų mechaninis poveikis dirvai turintis

tikslą pakeisti fizines ir mechanines dirvos savybes ir biologinę aplinką Taip sudaroma geresnė

aplinka augalų vegetacijai Dažniausiai žemė įdirbama nuėmus derlių ir prieš kitų augalų sėją

(Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo padargai būna su verčiamosiomis purenamosiomis ir ravimosiomis

darbinėmis dalimis Verčiamiesiems priklauso padargai kurie savo konstrukcija apverčia dirvos

riekę (verstuviniai plūgai ir verstuviniai skutikliai) purenamiesiems - lėkštiniai skutikliai ištisinio

dirbimo kultivatoriai frezeriai akėčios volai vaikės bei lygintuvai Dažniausiai su šie padargai

apjungiami ty su prie kultivatoriaus montuojami volai ir kiti agregatai Taip vienu važiavimu

traktorius pilnai įdirba dirvą sumažindamas jos suslėgimą Dabar dažniausiai taikomos tokios

žemės dirbimo technologijos 1) ariminė kai dirva ariama verstuviniais plūgais o vėliau purenama

seklaus purenimo padargais 2) beariminė arba supaprastinto (minimalaus) žemės dirbimo - dirva

neariama vietoj plūgo naudojami sudėtiniai padargai arba agregatai dažniausiai sudaryti iš

vertikalių rotorių kultivatoriaus ir seklaus purenimo padargų darbinių dalių 3) tiesioginės sėjos -

sėjama tiesiog į neįdirbtą dirvą ar ražienas specialiosiomis sėjamosiomis (Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo būdai

Arimas ndash tai vienas brangiausių ir sunkiausių žemės dirbimo darbų tačiau dar iki šiol

dažniausiai naudojamas dirvos dirbimo būdas Šiuo būdu dirbant žemę apverčiama dirvos riekė ir

užariamos augalų liekanos Žemė ariama verstuviniu plūgu (11 pav) Gaminami vienpusio

(varsniniai) ir abipusio vertimo (lygiojo arimo) plūgai Lygiojo arimo plūgai būna pasukamieji

paverčiamieji ir skersai išdėstytais korpusais Labiausiai paplitę vienpusio vertimo plūgai

(Bogužas ir kt 2013)

9

11 pav Verstuvinis plūgas bdquoKvernelandldquo 1 ndash verstuvė 2 ndash noragas 3 ndash kaltas

(agrotaka 2014)

Skutimas ndash tai seklus dirvos dirbimas lėkštiniais (12 pav) arba noraginiais padargais

Dažniausiai skutamos ražienos dirvos pūdymo dobilienos ar paprasčiausios pievos Šio dirbimo

tikslas pakirsti piktžolių ir kitų augalų šaknis supurenti dirvos paviršių o įvairios organinės

liekanos greičiau pradėtų skaidytis (Bogužas ir kt 2013)

12 pav Lėkštinis skutikas 1 ndash rėmas 2 ndash lėkštė karpytais ašmenimis 3 ndash lėkštė lygiais

ašmenimis (armeduva 2015)

Gilus purenimas atliekamas 25ndash50 cm gyliu Šio purenimo pagrindinis tikslas yra gerinti

augalų auginimo sąlygas kad visi dirvoje vykstantys mikrobiologiniai procesai auginamų augalų

10

mitybos režimas bei dirvožemio drėgnis ir poringumas būtų optimalūs Gilus purenimas

naudojamas ne kiekvienais metais nes sunaudojama daug energijos ekonominių ir laiko išteklių

Gilesnius kaip 30ndash 50 cm sluoksnius purenti patartina kas 3ndash5 metus Giluminis purentuvas

pavaizduotas 13 pav (Bogužas ir kt 2013)

13 pav Giluminis purentuvas bdquoAgrisem cultiplow goldldquo1 ndash rėmas 2 ndash noragas 3 ndash

volas (agrisem 2014)

Frezavimas skirtas sekliai supurenti dirvos paviršių susmulkinti augalų dalis bei įterpti jas į

dirvą Ši dirbimo technologija vienu važiavimu paruošia dirvą sėjai Galima montuoti kartu su

sėjamosiomis arba atskirai Tai mažo našumo didelių energetinių sąnaudų reikalaujantys

labiausiai dirvožemio struktūrą gadinantys padargai todėl retai naudojami tačiau ten kur per

trumpą laiko tarpą reikia paruošti dirvą ir susmulkinti augalų likučius Labai populiarus žemės

dirbimo būdas sodininkystėje ir daržininkystėje (Bogužas ir kt 2013)

14 pav Horizontalaus veleno žemės dirbimo freza bdquoBometldquo 1 ndash rėmas 2 ndash peilis 3 ndash

velenas (romudava 2014)

Dirvos lyginimas atliekamas norint sulyginti nelygumus ir sutrupinti grumstus Neišlyginus

dirvos paviršiaus įdubimų kuriuose pavasarį tirpstant sniegui atsiranda balos ir užmirksta pasėliai

11

bei ganyklos Paviršiaus nelygumai mažina darbo našumą žemė įdirbama blogiau netolygiai

išbarstomos trąšos bei sėjos metu nevienodai įterpiama sėkla ko pasekoje nevienodai auga pasėlis

Dirvos lyginamos taip kad vandens perteklius galėtų laisvai nutekėti arba pasisikirstytų dirvos

paviršiuje ir susigertų į dirvą (Bogužas ir kt 2013)

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga

Žemės dirbimas be verstuvinio plūgo Europoje platesni užmojį įgavo nuo XX a vidurio kai

buvo susintetintas visuotinio veikimo herbicidas parakvatas Lietuvoje toks žemės dirbimas

pradėtas propaguoti tik baigiantis XX šimtmečiui nes trūko mokslinių tyrimų ir praktinės patirties

trukdė agroekologinės bei socialinės ir ekonominės sąlygos herbicidų stoka vėlyvas specialių

padargų atsiradimas rinkoje ir aukštos jų kainos

Patirtis rodo kad žemės ūkio augalų derlius ne visada priklauso nuo žemės dirbimo

intensyvumo Piktžolėms naikinti taikomą gilųjį arimą pakeitė herbicidai naikinantys piktžoles

geriau ir pigiau negu arimas plūgu Platus herbicidų naudojimas leidžia ne tik sumažinti arimo

gylį bet ir visai atsisakyti armens vartymo Arimo metu vykstančius technologinius procesus -

purenimą maišymą trąšų įterpimą gali atlikti purenamieji padargai Po arimo augalų šaknų

vystymosi dirvožemio biologinio aktyvumo bei dirvožemio struktūros susidarymo procesai

lėčiausi o įdirbus kultivatoriumi strėliniais noragėliais gaunamas geriausias efektas

Padargai galintys pakeisti verstuvinį arimą yra skutikai (12 pav) gerai pakertantys

daugiamečių piktžolių šaknis ir kartu purenantys bei maišantys tik viršutinį dirvos sluoksnį

Noraginiame skutike už noragėlių sumontuoti sferiniai diskai kurie sumaišo šį sluoksnį su

šiaudais bei kitomis augalų liekanomis (Bogužas ir kt 2013)

Beariminė žemės dirbimo technologija populiarėja dėl mažų energijos ir laiko sąnaudų

kurios ypatingai svarbios nuimant derlių Dar viena priežastis kodėl populiarėja šis žemės dirbimo

būdas yra remiamas Europos sąjungos Už žiemoti paliktas ražienas jas minimaliai įdirbus

ūkininkas gauna išmokas (mano ūkis 2014) Nustatyta kad atlikus lengvą dirvos paviršiaus

kultivavimą ar taikant tiesioginę sėją ndash gausūs krituliai mažiau ardo dirvožemio struktūrą mažėja

dirvožemio erozija kartu ir mitybos elementų nuostoliai išsiplovimo metu (Husnjak ir kt 2002)

Taikant beariminę žemės dirbimo technologiją dirva įdirbama sekliai 5ndash10 cm gyliu Šio

dirbimo metu supurenami viršutiniai dirvos sluoksniai tačiau gilesni sluoksniai yra nekliudomi ir

dar labiau suspaudžiami Toks dirvos suspaudimas turi neigiamą įtaką sėklų dygimui jų šaknų

vystymuisi ir derliui bei jo kokybei kadangi javams sunku pasisavinti reikalingas medžiagas iš

dirvos(Fuentes ir kt 2004)

12

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio

Dirbant žemę traktorius traukia žemės dirbimo agregatus Reikalinga traktoriaus galia

priklauso nuo dirbimo pobūdžio atliekant giluminį purenimą reikalingi didesnės galios traktoriai

voluojant ndash atvirščiai mažesnės galios Didelė dalis naudojamos traktoriaus galios priklauso nuo

dirbimo gylio 15 pav pateikiama traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio Paveikslėlyje

pavaizduota žemės dirbimo darbines dalis (PN ndash pirmoje eilėje esančio noragėlio AN ndash antroje

esančio noragėlio ir A ndash kaltinio noragėlio antgalio) veikianti traukos jėga Bandymo metu dirbama

priemolio dirva buvo įdirbama 9 kmh-1 greičiu Paveikslėlyje aiškiai matoma kad darbo dalims

dirbant 10 cm gyliu traukos jėga siekia 1 kN Padidėjus darbiniui gyliui iki 20 cm pirmosios eilės

noragėliui (PN) traukti reikia 5 kN traukos jėgos antros eilės noragėliui (AN) traukti reikia 4 kN

jėgos kaltinio noragėlio antgaliui reikalinga 3 kN traukos jėga

15 pav Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio įdirbant žemę PN ndash pirminiais

noragėliais AN ndash antriniais noragėliais A ndash akėčvirbalio antgaliais PAN ndash pirminiais ir

antriniais noragėliais (prognozuojama jėga) (ASAE 1980)

Punktyrinės kreivės 15 pav rodo nustatytą Amerikos žemės ūkio inžinerijos draugijos

(ASAE) traukos jėgos priklausomybę nuo darbinio gylio Grafike matoma kad ASAE

apskaičiuota traukos jėga yra 10 mažesnė už tyrimo metu gautą pirmosios eilės noragėlį (PN)

13

veikiančią jėgą ir 19 didesnė už antrosios eilės noragėlį (AN) veikiančią jėgą bei 26 didesnė

už akėčvirbalio noragėlį veikiančią traukos jėgą

Didėjant darbiniam gyliui taip pat didėja traukos jėga o tarp darbinių dalių atsiranda didesnis

reikalingos traukos jėgos skirtumas (Kiss ir kt 1981)

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui

Dirvos kietumas yra vienas iš pagrindinių rodiklių norint gauti didesnį derlių Gilesniuose

sluoksniuose dirvos kietumas didėja todėl didėja ir reikalinga traktoriaus traukos jėga įdirbant

žemę Turkijoje (Boydas ir kt 2007) priemolio dirvoje buvo atlikti bandymai ir stebimas dirvos

kietumas įdirbus ją įvairiais agregatais 16 pav pavaizduotos pagrindinės šių agregatų darbinės

dalys verstuvinis plūgas plūgas su juostine verstuve diskinis skutikas sunkusis kultivatorius su

spyruokliniais akėčvirbaliais Prie šių agregatų taip pat buvo montuojamas ardelinis volas Visais

žemės dirbimo atvejais dirva buvo įdirbama 20 cm gyliu (Boydas ir kt 2007)

16 pav Dirvos dirbimo bandymo metu naudotos dirvos dirbimo dalys a ndash plūgo

cilindrinė verstuvė b ndash plūgo juostinė verstuvė c ndash diskinio skutiko diskas d ndash sunkiojo

kultivatoriaus noragėlis e ndash ardelinis volas naudotas kartu su verstuviniu plūgu plūgu juostine

verstuve ir diskiniu skutiku f ndash ardelinis volas naudotas su spyruokliniu akėčvirbaliu (Boydas ir

kt 2007)

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

2

Baigiamųjų darbų vertinimo komisija

(Patvirtinta Rektoriaus 2015 m balandžio 23 d įsakymu Nr 124ndashPA)

Pirmininkas Europos žemės ūkio inžinierių draugijos narys prof habil dr Bronius Kavolėlis

Nariai 1Žemės ūkio inžinerijos fakulteto dekanas Žemės ūkio inžinerijos ir saugos instituto doc

dr Rolandas Domeika

2 Jėgos ir transporto mašinų inžinerijos instituto prof dr Gvidonas Labeckas

3 Žemės ūkio inžinerijos ir saugos instituto prof Eglė Jotautienė

4 UAB bdquoDojus agroldquo gen dir Audrius Kavaliauskas

Mokslinis vadovas prof dr Vytenis Jankauskas Aleksandro Stulginskio universitetas

Recenzentas doc dr Gediminas Pupinis Aleksandro Stulginskio universitetas

Instituto direktorius prof dr Stasys Slavinskas Aleksandro Stulginskio universitetas

Oponentas prof Egidijus Šarauskis Aleksandro Stulginskio universitetas

3

ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS

ŽEMĖS ŪKIO INŽINERIJOS FAKULTETAS

JĖGOS IR TRANSPORTO MAŠINŲ INŽINERIJOS INSTITUTAS

Magistrantūros studijų baigiamasis darbas

Žemės dirbimo mašinų darbo dalių stiprinimas apvirinant kompozicinėmis medžiagomis

Autorius Egidijus Katinas

Vadovas prof dr Vytenis Jankauskas

Kalba ndash lietuvių

Darbo apimtis ndash 53 p

Lentelių skaičius ndash 2

Paveikslų skaičius ndash 55

Naudota informacijos šaltinių ndash 27

Priedų skaičius ndash 1

Santrauka

Darbe analizuojami pagrindiniai dirvos dirbimo būdai Išsiaiškinama traukos jėgos

priklausomybė nuo darbinio gylio dirvos kietumo priklausomybė nuo įdirbimo būdo bei dirvos ir

darbinio noragėlio sąveika Esant dideliam dirvos kietumui intensyviau dyla padargų darbinės

dalys Darbe nagrinėjami kitų mokslininkų straipsniai apie žemės dirbimo dalių dilimą įvairiose

dirvose

Atliktais tyrimais nustatyta kuri iš pasirinktų komercinių ir pagamintų UAB bdquoAnykščių

varisldquo įmonėje medžiagų yra atspariausia abrazyviniam dilimui bei išmatuotas šiomis

medžiagomis apvirintų sluoksnių kietumas Taip pat nustatyta kokio dydžio volframo karbido

grūdeliai yra atspariausi abrazyviniam dilimui

Reikšminiai žodžiai noragai abrazyvinis dilimas kietumas volframo karbidas

apvirinimas gamybiniai bandymai

4

ALEKSANDRAS STULGINSKIS UNIVERSITY

FACULTY OF AGRICULTURAL ENGINEERING

INSTITUTE OF POWER AND TRANSPORT MACHINERY ENGINEERING

Master theses

Reinforcing working parts of agricultural machines by welding them with composite materials

Author Egidijus Katinas

Supervisor prof dr Vytenis Jankauskas

Language ndash Lithuanian

Pages ndash 53 p

Tables ndash 2

Pictures ndash 55

Sources of literature ndash 27

Annexes ndash 1

Summary

This work analysing the main soil working types Explaining draft forces dependence from

working depth soil hardness dependence from working type and soil contact with share Tillage

parts wear depends from soil hardness In this work is analysing other scientist publications about

soil tillage parts in various soil contents

Investigation part is about defining the best electrodes The special electrodes was made in

JSC ldquoAnykščių varisrdquo company Other electrodes was bought in other various companies On the

experiments was find which electrodes has the highest hardness and wear resistance Also was

defined what size of tungsten carbide has wear resistance

Key words share abrasive wear hardness tungsten carbide overlaying field tests

5

TURINYS

ĮVADAS 7

1 LITERATŪROS APŽVALGA 8

11 Žemės dirbimo technologijų apžvalga ir tendencijos 8

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga 11

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio 12

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui 13

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis 15

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas 17

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui 21

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas 23

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI 24

21 Tyrimų tikslas 24

22 Tyrimų uždaviniai 24

3 TYRIMŲ METODIKA 25

31 Laboratorinių tyrimų metodika 25

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai 26

4 TYRIMŲ REZULTATAI 33

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai 33

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas 34

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas 35

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai 40

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo vertinimas

45

IŠVADOS 49

LITERATŪROS SĄRAŠAS 50

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA 52

PRIEDAI 53

6

SIMBOLIŲ AIŠKINAMASIS ŽODYNAS

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

d ndash darbinis gylis m

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

Nc ndash veiksnys lemiantis dirvos geometriją

Nq ndash veiksnys lemiantis dirvos atsparumą noragėlio ardymui

Nγ ndash veiksnys lemiantis dirvos trinties savybes

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

w ndash noragėlio plotis m

α ndash noragėlio posvyrio kampas deg

β ndash dirvos pleišto kampas deg

γ ndash dirvos tankis kgm-3

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas deg

η ndash deformuojamos dirvos į šonus kampas deg

7

ĮVADAS

Žemės dirbimo padargai (giluminiai purentuvai plūgų noragai kultivatorių noragėliai) dirba

ypatingai sunkiomis sąlygomis ndash abrazyvinėje aplinkoje Lietuvos statistikos departamento

duomenimis 2014 m Lietuvoje ariama žemė sudarė ndash apie 1600 tūkst ha plotą Šiuos plotus

ūkininkai įdirba po kelis kartus Vienam ha žemės suarti sunaudojama iki 5756 MJ energijos

(Jasinskas A 2009)

Pagal Lietuvos agrarinės ekonomikos instituto pateikiamas žemės dirbimo technologijų

kainas (Lietuvos agrarinės ekonomikos institutas 2015) už arimą tenka mokėti 45ndash75 eurų už 1

ha 30ndash40 proc šios kainos sudaro technikos remonto ir priežiūros išlaidos Brangstančios dalys

didina įdirbimo savikainą Įdirbant žemę ypatingai dyla darbinės dalys keičiasi paviršių

parametrai todėl neįvykdomi agrotechniniai reikalavimai Norint juos vykdyti reikia nuolat tikrinti

dažniausiai dylančių detalių matmenis pakitus jiems jas keisti naujomis arba ieškoti naujų

remonto būdų bei medžiagų kuriomis nudilęs sluoksnis atnaujinamas Vienas seniausių ir

paprasčiausių atnaujinimo būdų yra elektrolankinis apvirinimas Lietuvos rinkoje siūloma įvairių

elektrodų ir elektrodinių vielų kuriais apvirinti paviršiai tampa ilgaamžiškesni Tačiau nevisada

siūlomi elektrodai yra efektyvūs ir atitinka kainos ir kokybės santykį Norint sužinoti apvirinimo

medžiagų efektyvumą reikia atlikti gamybinius bandymus Šiais bandymais nustatoma medžiaga

kuria atnaujinti darbinį paviršių yra ekonomiškiausia ir efektyviausia atsižvelgiant į darbo

sąnaudas bei prastovos laiką

Pagrindinę įtaką apvirinto sluoksnio dilimo atsparumui turi elektrodo glaiste esančios

medžiagos Ieškoma įvairiausių medžiagų kurios suteiktų atsparumo dilimui tačiau nedidintų

gamybos kaštų Atliekama daug ir įvairiausių bandymų norint sužinoti kokios medžiagos gali

sumažinti paviršių dilimą Lietuvos rinkoje siūloma kelios dešimtys įvairiausių glaistytųjų

elektrodų kurie kaip teigiama gali padėti sumažinti darbinių paviršių nudilimą

Šio magistrantūros studijų darbo metu pagal sudėtį labiausiai atsparią dilimui buvo

pasirinkti 5 skirtingos sudėties glaistytieji elektrodai ir 2 elektrodinės vielos norint patikrinti jų

efektyvumą Tyrimai atlikti ir laboratorinėmis ir lauko sąlygomis Be komercinių medžiagų taip

pat buvo išbandyti UAB bdquoAnykščių varisldquo įmonėje pagaminti naujos sudėties elektrodai kurių

glaiste yra įmaišyti įvairaus dydžio (nuo 0045 iki 071 mm) volframo kabido grūdeliai

8

1 LITERATŪROS APŽVALGA

11 Žemės dirbimo technologijų apžvalga ir tendencijos

Žemės dirbimas ndash tai žemės dirbimo mašinų ir padargų mechaninis poveikis dirvai turintis

tikslą pakeisti fizines ir mechanines dirvos savybes ir biologinę aplinką Taip sudaroma geresnė

aplinka augalų vegetacijai Dažniausiai žemė įdirbama nuėmus derlių ir prieš kitų augalų sėją

(Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo padargai būna su verčiamosiomis purenamosiomis ir ravimosiomis

darbinėmis dalimis Verčiamiesiems priklauso padargai kurie savo konstrukcija apverčia dirvos

riekę (verstuviniai plūgai ir verstuviniai skutikliai) purenamiesiems - lėkštiniai skutikliai ištisinio

dirbimo kultivatoriai frezeriai akėčios volai vaikės bei lygintuvai Dažniausiai su šie padargai

apjungiami ty su prie kultivatoriaus montuojami volai ir kiti agregatai Taip vienu važiavimu

traktorius pilnai įdirba dirvą sumažindamas jos suslėgimą Dabar dažniausiai taikomos tokios

žemės dirbimo technologijos 1) ariminė kai dirva ariama verstuviniais plūgais o vėliau purenama

seklaus purenimo padargais 2) beariminė arba supaprastinto (minimalaus) žemės dirbimo - dirva

neariama vietoj plūgo naudojami sudėtiniai padargai arba agregatai dažniausiai sudaryti iš

vertikalių rotorių kultivatoriaus ir seklaus purenimo padargų darbinių dalių 3) tiesioginės sėjos -

sėjama tiesiog į neįdirbtą dirvą ar ražienas specialiosiomis sėjamosiomis (Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo būdai

Arimas ndash tai vienas brangiausių ir sunkiausių žemės dirbimo darbų tačiau dar iki šiol

dažniausiai naudojamas dirvos dirbimo būdas Šiuo būdu dirbant žemę apverčiama dirvos riekė ir

užariamos augalų liekanos Žemė ariama verstuviniu plūgu (11 pav) Gaminami vienpusio

(varsniniai) ir abipusio vertimo (lygiojo arimo) plūgai Lygiojo arimo plūgai būna pasukamieji

paverčiamieji ir skersai išdėstytais korpusais Labiausiai paplitę vienpusio vertimo plūgai

(Bogužas ir kt 2013)

9

11 pav Verstuvinis plūgas bdquoKvernelandldquo 1 ndash verstuvė 2 ndash noragas 3 ndash kaltas

(agrotaka 2014)

Skutimas ndash tai seklus dirvos dirbimas lėkštiniais (12 pav) arba noraginiais padargais

Dažniausiai skutamos ražienos dirvos pūdymo dobilienos ar paprasčiausios pievos Šio dirbimo

tikslas pakirsti piktžolių ir kitų augalų šaknis supurenti dirvos paviršių o įvairios organinės

liekanos greičiau pradėtų skaidytis (Bogužas ir kt 2013)

12 pav Lėkštinis skutikas 1 ndash rėmas 2 ndash lėkštė karpytais ašmenimis 3 ndash lėkštė lygiais

ašmenimis (armeduva 2015)

Gilus purenimas atliekamas 25ndash50 cm gyliu Šio purenimo pagrindinis tikslas yra gerinti

augalų auginimo sąlygas kad visi dirvoje vykstantys mikrobiologiniai procesai auginamų augalų

10

mitybos režimas bei dirvožemio drėgnis ir poringumas būtų optimalūs Gilus purenimas

naudojamas ne kiekvienais metais nes sunaudojama daug energijos ekonominių ir laiko išteklių

Gilesnius kaip 30ndash 50 cm sluoksnius purenti patartina kas 3ndash5 metus Giluminis purentuvas

pavaizduotas 13 pav (Bogužas ir kt 2013)

13 pav Giluminis purentuvas bdquoAgrisem cultiplow goldldquo1 ndash rėmas 2 ndash noragas 3 ndash

volas (agrisem 2014)

Frezavimas skirtas sekliai supurenti dirvos paviršių susmulkinti augalų dalis bei įterpti jas į

dirvą Ši dirbimo technologija vienu važiavimu paruošia dirvą sėjai Galima montuoti kartu su

sėjamosiomis arba atskirai Tai mažo našumo didelių energetinių sąnaudų reikalaujantys

labiausiai dirvožemio struktūrą gadinantys padargai todėl retai naudojami tačiau ten kur per

trumpą laiko tarpą reikia paruošti dirvą ir susmulkinti augalų likučius Labai populiarus žemės

dirbimo būdas sodininkystėje ir daržininkystėje (Bogužas ir kt 2013)

14 pav Horizontalaus veleno žemės dirbimo freza bdquoBometldquo 1 ndash rėmas 2 ndash peilis 3 ndash

velenas (romudava 2014)

Dirvos lyginimas atliekamas norint sulyginti nelygumus ir sutrupinti grumstus Neišlyginus

dirvos paviršiaus įdubimų kuriuose pavasarį tirpstant sniegui atsiranda balos ir užmirksta pasėliai

11

bei ganyklos Paviršiaus nelygumai mažina darbo našumą žemė įdirbama blogiau netolygiai

išbarstomos trąšos bei sėjos metu nevienodai įterpiama sėkla ko pasekoje nevienodai auga pasėlis

Dirvos lyginamos taip kad vandens perteklius galėtų laisvai nutekėti arba pasisikirstytų dirvos

paviršiuje ir susigertų į dirvą (Bogužas ir kt 2013)

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga

Žemės dirbimas be verstuvinio plūgo Europoje platesni užmojį įgavo nuo XX a vidurio kai

buvo susintetintas visuotinio veikimo herbicidas parakvatas Lietuvoje toks žemės dirbimas

pradėtas propaguoti tik baigiantis XX šimtmečiui nes trūko mokslinių tyrimų ir praktinės patirties

trukdė agroekologinės bei socialinės ir ekonominės sąlygos herbicidų stoka vėlyvas specialių

padargų atsiradimas rinkoje ir aukštos jų kainos

Patirtis rodo kad žemės ūkio augalų derlius ne visada priklauso nuo žemės dirbimo

intensyvumo Piktžolėms naikinti taikomą gilųjį arimą pakeitė herbicidai naikinantys piktžoles

geriau ir pigiau negu arimas plūgu Platus herbicidų naudojimas leidžia ne tik sumažinti arimo

gylį bet ir visai atsisakyti armens vartymo Arimo metu vykstančius technologinius procesus -

purenimą maišymą trąšų įterpimą gali atlikti purenamieji padargai Po arimo augalų šaknų

vystymosi dirvožemio biologinio aktyvumo bei dirvožemio struktūros susidarymo procesai

lėčiausi o įdirbus kultivatoriumi strėliniais noragėliais gaunamas geriausias efektas

Padargai galintys pakeisti verstuvinį arimą yra skutikai (12 pav) gerai pakertantys

daugiamečių piktžolių šaknis ir kartu purenantys bei maišantys tik viršutinį dirvos sluoksnį

Noraginiame skutike už noragėlių sumontuoti sferiniai diskai kurie sumaišo šį sluoksnį su

šiaudais bei kitomis augalų liekanomis (Bogužas ir kt 2013)

Beariminė žemės dirbimo technologija populiarėja dėl mažų energijos ir laiko sąnaudų

kurios ypatingai svarbios nuimant derlių Dar viena priežastis kodėl populiarėja šis žemės dirbimo

būdas yra remiamas Europos sąjungos Už žiemoti paliktas ražienas jas minimaliai įdirbus

ūkininkas gauna išmokas (mano ūkis 2014) Nustatyta kad atlikus lengvą dirvos paviršiaus

kultivavimą ar taikant tiesioginę sėją ndash gausūs krituliai mažiau ardo dirvožemio struktūrą mažėja

dirvožemio erozija kartu ir mitybos elementų nuostoliai išsiplovimo metu (Husnjak ir kt 2002)

Taikant beariminę žemės dirbimo technologiją dirva įdirbama sekliai 5ndash10 cm gyliu Šio

dirbimo metu supurenami viršutiniai dirvos sluoksniai tačiau gilesni sluoksniai yra nekliudomi ir

dar labiau suspaudžiami Toks dirvos suspaudimas turi neigiamą įtaką sėklų dygimui jų šaknų

vystymuisi ir derliui bei jo kokybei kadangi javams sunku pasisavinti reikalingas medžiagas iš

dirvos(Fuentes ir kt 2004)

12

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio

Dirbant žemę traktorius traukia žemės dirbimo agregatus Reikalinga traktoriaus galia

priklauso nuo dirbimo pobūdžio atliekant giluminį purenimą reikalingi didesnės galios traktoriai

voluojant ndash atvirščiai mažesnės galios Didelė dalis naudojamos traktoriaus galios priklauso nuo

dirbimo gylio 15 pav pateikiama traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio Paveikslėlyje

pavaizduota žemės dirbimo darbines dalis (PN ndash pirmoje eilėje esančio noragėlio AN ndash antroje

esančio noragėlio ir A ndash kaltinio noragėlio antgalio) veikianti traukos jėga Bandymo metu dirbama

priemolio dirva buvo įdirbama 9 kmh-1 greičiu Paveikslėlyje aiškiai matoma kad darbo dalims

dirbant 10 cm gyliu traukos jėga siekia 1 kN Padidėjus darbiniui gyliui iki 20 cm pirmosios eilės

noragėliui (PN) traukti reikia 5 kN traukos jėgos antros eilės noragėliui (AN) traukti reikia 4 kN

jėgos kaltinio noragėlio antgaliui reikalinga 3 kN traukos jėga

15 pav Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio įdirbant žemę PN ndash pirminiais

noragėliais AN ndash antriniais noragėliais A ndash akėčvirbalio antgaliais PAN ndash pirminiais ir

antriniais noragėliais (prognozuojama jėga) (ASAE 1980)

Punktyrinės kreivės 15 pav rodo nustatytą Amerikos žemės ūkio inžinerijos draugijos

(ASAE) traukos jėgos priklausomybę nuo darbinio gylio Grafike matoma kad ASAE

apskaičiuota traukos jėga yra 10 mažesnė už tyrimo metu gautą pirmosios eilės noragėlį (PN)

13

veikiančią jėgą ir 19 didesnė už antrosios eilės noragėlį (AN) veikiančią jėgą bei 26 didesnė

už akėčvirbalio noragėlį veikiančią traukos jėgą

Didėjant darbiniam gyliui taip pat didėja traukos jėga o tarp darbinių dalių atsiranda didesnis

reikalingos traukos jėgos skirtumas (Kiss ir kt 1981)

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui

Dirvos kietumas yra vienas iš pagrindinių rodiklių norint gauti didesnį derlių Gilesniuose

sluoksniuose dirvos kietumas didėja todėl didėja ir reikalinga traktoriaus traukos jėga įdirbant

žemę Turkijoje (Boydas ir kt 2007) priemolio dirvoje buvo atlikti bandymai ir stebimas dirvos

kietumas įdirbus ją įvairiais agregatais 16 pav pavaizduotos pagrindinės šių agregatų darbinės

dalys verstuvinis plūgas plūgas su juostine verstuve diskinis skutikas sunkusis kultivatorius su

spyruokliniais akėčvirbaliais Prie šių agregatų taip pat buvo montuojamas ardelinis volas Visais

žemės dirbimo atvejais dirva buvo įdirbama 20 cm gyliu (Boydas ir kt 2007)

16 pav Dirvos dirbimo bandymo metu naudotos dirvos dirbimo dalys a ndash plūgo

cilindrinė verstuvė b ndash plūgo juostinė verstuvė c ndash diskinio skutiko diskas d ndash sunkiojo

kultivatoriaus noragėlis e ndash ardelinis volas naudotas kartu su verstuviniu plūgu plūgu juostine

verstuve ir diskiniu skutiku f ndash ardelinis volas naudotas su spyruokliniu akėčvirbaliu (Boydas ir

kt 2007)

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

3

ALEKSANDRO STULGINSKIO UNIVERSITETAS

ŽEMĖS ŪKIO INŽINERIJOS FAKULTETAS

JĖGOS IR TRANSPORTO MAŠINŲ INŽINERIJOS INSTITUTAS

Magistrantūros studijų baigiamasis darbas

Žemės dirbimo mašinų darbo dalių stiprinimas apvirinant kompozicinėmis medžiagomis

Autorius Egidijus Katinas

Vadovas prof dr Vytenis Jankauskas

Kalba ndash lietuvių

Darbo apimtis ndash 53 p

Lentelių skaičius ndash 2

Paveikslų skaičius ndash 55

Naudota informacijos šaltinių ndash 27

Priedų skaičius ndash 1

Santrauka

Darbe analizuojami pagrindiniai dirvos dirbimo būdai Išsiaiškinama traukos jėgos

priklausomybė nuo darbinio gylio dirvos kietumo priklausomybė nuo įdirbimo būdo bei dirvos ir

darbinio noragėlio sąveika Esant dideliam dirvos kietumui intensyviau dyla padargų darbinės

dalys Darbe nagrinėjami kitų mokslininkų straipsniai apie žemės dirbimo dalių dilimą įvairiose

dirvose

Atliktais tyrimais nustatyta kuri iš pasirinktų komercinių ir pagamintų UAB bdquoAnykščių

varisldquo įmonėje medžiagų yra atspariausia abrazyviniam dilimui bei išmatuotas šiomis

medžiagomis apvirintų sluoksnių kietumas Taip pat nustatyta kokio dydžio volframo karbido

grūdeliai yra atspariausi abrazyviniam dilimui

Reikšminiai žodžiai noragai abrazyvinis dilimas kietumas volframo karbidas

apvirinimas gamybiniai bandymai

4

ALEKSANDRAS STULGINSKIS UNIVERSITY

FACULTY OF AGRICULTURAL ENGINEERING

INSTITUTE OF POWER AND TRANSPORT MACHINERY ENGINEERING

Master theses

Reinforcing working parts of agricultural machines by welding them with composite materials

Author Egidijus Katinas

Supervisor prof dr Vytenis Jankauskas

Language ndash Lithuanian

Pages ndash 53 p

Tables ndash 2

Pictures ndash 55

Sources of literature ndash 27

Annexes ndash 1

Summary

This work analysing the main soil working types Explaining draft forces dependence from

working depth soil hardness dependence from working type and soil contact with share Tillage

parts wear depends from soil hardness In this work is analysing other scientist publications about

soil tillage parts in various soil contents

Investigation part is about defining the best electrodes The special electrodes was made in

JSC ldquoAnykščių varisrdquo company Other electrodes was bought in other various companies On the

experiments was find which electrodes has the highest hardness and wear resistance Also was

defined what size of tungsten carbide has wear resistance

Key words share abrasive wear hardness tungsten carbide overlaying field tests

5

TURINYS

ĮVADAS 7

1 LITERATŪROS APŽVALGA 8

11 Žemės dirbimo technologijų apžvalga ir tendencijos 8

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga 11

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio 12

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui 13

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis 15

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas 17

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui 21

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas 23

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI 24

21 Tyrimų tikslas 24

22 Tyrimų uždaviniai 24

3 TYRIMŲ METODIKA 25

31 Laboratorinių tyrimų metodika 25

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai 26

4 TYRIMŲ REZULTATAI 33

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai 33

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas 34

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas 35

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai 40

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo vertinimas

45

IŠVADOS 49

LITERATŪROS SĄRAŠAS 50

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA 52

PRIEDAI 53

6

SIMBOLIŲ AIŠKINAMASIS ŽODYNAS

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

d ndash darbinis gylis m

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

Nc ndash veiksnys lemiantis dirvos geometriją

Nq ndash veiksnys lemiantis dirvos atsparumą noragėlio ardymui

Nγ ndash veiksnys lemiantis dirvos trinties savybes

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

w ndash noragėlio plotis m

α ndash noragėlio posvyrio kampas deg

β ndash dirvos pleišto kampas deg

γ ndash dirvos tankis kgm-3

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas deg

η ndash deformuojamos dirvos į šonus kampas deg

7

ĮVADAS

Žemės dirbimo padargai (giluminiai purentuvai plūgų noragai kultivatorių noragėliai) dirba

ypatingai sunkiomis sąlygomis ndash abrazyvinėje aplinkoje Lietuvos statistikos departamento

duomenimis 2014 m Lietuvoje ariama žemė sudarė ndash apie 1600 tūkst ha plotą Šiuos plotus

ūkininkai įdirba po kelis kartus Vienam ha žemės suarti sunaudojama iki 5756 MJ energijos

(Jasinskas A 2009)

Pagal Lietuvos agrarinės ekonomikos instituto pateikiamas žemės dirbimo technologijų

kainas (Lietuvos agrarinės ekonomikos institutas 2015) už arimą tenka mokėti 45ndash75 eurų už 1

ha 30ndash40 proc šios kainos sudaro technikos remonto ir priežiūros išlaidos Brangstančios dalys

didina įdirbimo savikainą Įdirbant žemę ypatingai dyla darbinės dalys keičiasi paviršių

parametrai todėl neįvykdomi agrotechniniai reikalavimai Norint juos vykdyti reikia nuolat tikrinti

dažniausiai dylančių detalių matmenis pakitus jiems jas keisti naujomis arba ieškoti naujų

remonto būdų bei medžiagų kuriomis nudilęs sluoksnis atnaujinamas Vienas seniausių ir

paprasčiausių atnaujinimo būdų yra elektrolankinis apvirinimas Lietuvos rinkoje siūloma įvairių

elektrodų ir elektrodinių vielų kuriais apvirinti paviršiai tampa ilgaamžiškesni Tačiau nevisada

siūlomi elektrodai yra efektyvūs ir atitinka kainos ir kokybės santykį Norint sužinoti apvirinimo

medžiagų efektyvumą reikia atlikti gamybinius bandymus Šiais bandymais nustatoma medžiaga

kuria atnaujinti darbinį paviršių yra ekonomiškiausia ir efektyviausia atsižvelgiant į darbo

sąnaudas bei prastovos laiką

Pagrindinę įtaką apvirinto sluoksnio dilimo atsparumui turi elektrodo glaiste esančios

medžiagos Ieškoma įvairiausių medžiagų kurios suteiktų atsparumo dilimui tačiau nedidintų

gamybos kaštų Atliekama daug ir įvairiausių bandymų norint sužinoti kokios medžiagos gali

sumažinti paviršių dilimą Lietuvos rinkoje siūloma kelios dešimtys įvairiausių glaistytųjų

elektrodų kurie kaip teigiama gali padėti sumažinti darbinių paviršių nudilimą

Šio magistrantūros studijų darbo metu pagal sudėtį labiausiai atsparią dilimui buvo

pasirinkti 5 skirtingos sudėties glaistytieji elektrodai ir 2 elektrodinės vielos norint patikrinti jų

efektyvumą Tyrimai atlikti ir laboratorinėmis ir lauko sąlygomis Be komercinių medžiagų taip

pat buvo išbandyti UAB bdquoAnykščių varisldquo įmonėje pagaminti naujos sudėties elektrodai kurių

glaiste yra įmaišyti įvairaus dydžio (nuo 0045 iki 071 mm) volframo kabido grūdeliai

8

1 LITERATŪROS APŽVALGA

11 Žemės dirbimo technologijų apžvalga ir tendencijos

Žemės dirbimas ndash tai žemės dirbimo mašinų ir padargų mechaninis poveikis dirvai turintis

tikslą pakeisti fizines ir mechanines dirvos savybes ir biologinę aplinką Taip sudaroma geresnė

aplinka augalų vegetacijai Dažniausiai žemė įdirbama nuėmus derlių ir prieš kitų augalų sėją

(Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo padargai būna su verčiamosiomis purenamosiomis ir ravimosiomis

darbinėmis dalimis Verčiamiesiems priklauso padargai kurie savo konstrukcija apverčia dirvos

riekę (verstuviniai plūgai ir verstuviniai skutikliai) purenamiesiems - lėkštiniai skutikliai ištisinio

dirbimo kultivatoriai frezeriai akėčios volai vaikės bei lygintuvai Dažniausiai su šie padargai

apjungiami ty su prie kultivatoriaus montuojami volai ir kiti agregatai Taip vienu važiavimu

traktorius pilnai įdirba dirvą sumažindamas jos suslėgimą Dabar dažniausiai taikomos tokios

žemės dirbimo technologijos 1) ariminė kai dirva ariama verstuviniais plūgais o vėliau purenama

seklaus purenimo padargais 2) beariminė arba supaprastinto (minimalaus) žemės dirbimo - dirva

neariama vietoj plūgo naudojami sudėtiniai padargai arba agregatai dažniausiai sudaryti iš

vertikalių rotorių kultivatoriaus ir seklaus purenimo padargų darbinių dalių 3) tiesioginės sėjos -

sėjama tiesiog į neįdirbtą dirvą ar ražienas specialiosiomis sėjamosiomis (Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo būdai

Arimas ndash tai vienas brangiausių ir sunkiausių žemės dirbimo darbų tačiau dar iki šiol

dažniausiai naudojamas dirvos dirbimo būdas Šiuo būdu dirbant žemę apverčiama dirvos riekė ir

užariamos augalų liekanos Žemė ariama verstuviniu plūgu (11 pav) Gaminami vienpusio

(varsniniai) ir abipusio vertimo (lygiojo arimo) plūgai Lygiojo arimo plūgai būna pasukamieji

paverčiamieji ir skersai išdėstytais korpusais Labiausiai paplitę vienpusio vertimo plūgai

(Bogužas ir kt 2013)

9

11 pav Verstuvinis plūgas bdquoKvernelandldquo 1 ndash verstuvė 2 ndash noragas 3 ndash kaltas

(agrotaka 2014)

Skutimas ndash tai seklus dirvos dirbimas lėkštiniais (12 pav) arba noraginiais padargais

Dažniausiai skutamos ražienos dirvos pūdymo dobilienos ar paprasčiausios pievos Šio dirbimo

tikslas pakirsti piktžolių ir kitų augalų šaknis supurenti dirvos paviršių o įvairios organinės

liekanos greičiau pradėtų skaidytis (Bogužas ir kt 2013)

12 pav Lėkštinis skutikas 1 ndash rėmas 2 ndash lėkštė karpytais ašmenimis 3 ndash lėkštė lygiais

ašmenimis (armeduva 2015)

Gilus purenimas atliekamas 25ndash50 cm gyliu Šio purenimo pagrindinis tikslas yra gerinti

augalų auginimo sąlygas kad visi dirvoje vykstantys mikrobiologiniai procesai auginamų augalų

10

mitybos režimas bei dirvožemio drėgnis ir poringumas būtų optimalūs Gilus purenimas

naudojamas ne kiekvienais metais nes sunaudojama daug energijos ekonominių ir laiko išteklių

Gilesnius kaip 30ndash 50 cm sluoksnius purenti patartina kas 3ndash5 metus Giluminis purentuvas

pavaizduotas 13 pav (Bogužas ir kt 2013)

13 pav Giluminis purentuvas bdquoAgrisem cultiplow goldldquo1 ndash rėmas 2 ndash noragas 3 ndash

volas (agrisem 2014)

Frezavimas skirtas sekliai supurenti dirvos paviršių susmulkinti augalų dalis bei įterpti jas į

dirvą Ši dirbimo technologija vienu važiavimu paruošia dirvą sėjai Galima montuoti kartu su

sėjamosiomis arba atskirai Tai mažo našumo didelių energetinių sąnaudų reikalaujantys

labiausiai dirvožemio struktūrą gadinantys padargai todėl retai naudojami tačiau ten kur per

trumpą laiko tarpą reikia paruošti dirvą ir susmulkinti augalų likučius Labai populiarus žemės

dirbimo būdas sodininkystėje ir daržininkystėje (Bogužas ir kt 2013)

14 pav Horizontalaus veleno žemės dirbimo freza bdquoBometldquo 1 ndash rėmas 2 ndash peilis 3 ndash

velenas (romudava 2014)

Dirvos lyginimas atliekamas norint sulyginti nelygumus ir sutrupinti grumstus Neišlyginus

dirvos paviršiaus įdubimų kuriuose pavasarį tirpstant sniegui atsiranda balos ir užmirksta pasėliai

11

bei ganyklos Paviršiaus nelygumai mažina darbo našumą žemė įdirbama blogiau netolygiai

išbarstomos trąšos bei sėjos metu nevienodai įterpiama sėkla ko pasekoje nevienodai auga pasėlis

Dirvos lyginamos taip kad vandens perteklius galėtų laisvai nutekėti arba pasisikirstytų dirvos

paviršiuje ir susigertų į dirvą (Bogužas ir kt 2013)

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga

Žemės dirbimas be verstuvinio plūgo Europoje platesni užmojį įgavo nuo XX a vidurio kai

buvo susintetintas visuotinio veikimo herbicidas parakvatas Lietuvoje toks žemės dirbimas

pradėtas propaguoti tik baigiantis XX šimtmečiui nes trūko mokslinių tyrimų ir praktinės patirties

trukdė agroekologinės bei socialinės ir ekonominės sąlygos herbicidų stoka vėlyvas specialių

padargų atsiradimas rinkoje ir aukštos jų kainos

Patirtis rodo kad žemės ūkio augalų derlius ne visada priklauso nuo žemės dirbimo

intensyvumo Piktžolėms naikinti taikomą gilųjį arimą pakeitė herbicidai naikinantys piktžoles

geriau ir pigiau negu arimas plūgu Platus herbicidų naudojimas leidžia ne tik sumažinti arimo

gylį bet ir visai atsisakyti armens vartymo Arimo metu vykstančius technologinius procesus -

purenimą maišymą trąšų įterpimą gali atlikti purenamieji padargai Po arimo augalų šaknų

vystymosi dirvožemio biologinio aktyvumo bei dirvožemio struktūros susidarymo procesai

lėčiausi o įdirbus kultivatoriumi strėliniais noragėliais gaunamas geriausias efektas

Padargai galintys pakeisti verstuvinį arimą yra skutikai (12 pav) gerai pakertantys

daugiamečių piktžolių šaknis ir kartu purenantys bei maišantys tik viršutinį dirvos sluoksnį

Noraginiame skutike už noragėlių sumontuoti sferiniai diskai kurie sumaišo šį sluoksnį su

šiaudais bei kitomis augalų liekanomis (Bogužas ir kt 2013)

Beariminė žemės dirbimo technologija populiarėja dėl mažų energijos ir laiko sąnaudų

kurios ypatingai svarbios nuimant derlių Dar viena priežastis kodėl populiarėja šis žemės dirbimo

būdas yra remiamas Europos sąjungos Už žiemoti paliktas ražienas jas minimaliai įdirbus

ūkininkas gauna išmokas (mano ūkis 2014) Nustatyta kad atlikus lengvą dirvos paviršiaus

kultivavimą ar taikant tiesioginę sėją ndash gausūs krituliai mažiau ardo dirvožemio struktūrą mažėja

dirvožemio erozija kartu ir mitybos elementų nuostoliai išsiplovimo metu (Husnjak ir kt 2002)

Taikant beariminę žemės dirbimo technologiją dirva įdirbama sekliai 5ndash10 cm gyliu Šio

dirbimo metu supurenami viršutiniai dirvos sluoksniai tačiau gilesni sluoksniai yra nekliudomi ir

dar labiau suspaudžiami Toks dirvos suspaudimas turi neigiamą įtaką sėklų dygimui jų šaknų

vystymuisi ir derliui bei jo kokybei kadangi javams sunku pasisavinti reikalingas medžiagas iš

dirvos(Fuentes ir kt 2004)

12

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio

Dirbant žemę traktorius traukia žemės dirbimo agregatus Reikalinga traktoriaus galia

priklauso nuo dirbimo pobūdžio atliekant giluminį purenimą reikalingi didesnės galios traktoriai

voluojant ndash atvirščiai mažesnės galios Didelė dalis naudojamos traktoriaus galios priklauso nuo

dirbimo gylio 15 pav pateikiama traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio Paveikslėlyje

pavaizduota žemės dirbimo darbines dalis (PN ndash pirmoje eilėje esančio noragėlio AN ndash antroje

esančio noragėlio ir A ndash kaltinio noragėlio antgalio) veikianti traukos jėga Bandymo metu dirbama

priemolio dirva buvo įdirbama 9 kmh-1 greičiu Paveikslėlyje aiškiai matoma kad darbo dalims

dirbant 10 cm gyliu traukos jėga siekia 1 kN Padidėjus darbiniui gyliui iki 20 cm pirmosios eilės

noragėliui (PN) traukti reikia 5 kN traukos jėgos antros eilės noragėliui (AN) traukti reikia 4 kN

jėgos kaltinio noragėlio antgaliui reikalinga 3 kN traukos jėga

15 pav Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio įdirbant žemę PN ndash pirminiais

noragėliais AN ndash antriniais noragėliais A ndash akėčvirbalio antgaliais PAN ndash pirminiais ir

antriniais noragėliais (prognozuojama jėga) (ASAE 1980)

Punktyrinės kreivės 15 pav rodo nustatytą Amerikos žemės ūkio inžinerijos draugijos

(ASAE) traukos jėgos priklausomybę nuo darbinio gylio Grafike matoma kad ASAE

apskaičiuota traukos jėga yra 10 mažesnė už tyrimo metu gautą pirmosios eilės noragėlį (PN)

13

veikiančią jėgą ir 19 didesnė už antrosios eilės noragėlį (AN) veikiančią jėgą bei 26 didesnė

už akėčvirbalio noragėlį veikiančią traukos jėgą

Didėjant darbiniam gyliui taip pat didėja traukos jėga o tarp darbinių dalių atsiranda didesnis

reikalingos traukos jėgos skirtumas (Kiss ir kt 1981)

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui

Dirvos kietumas yra vienas iš pagrindinių rodiklių norint gauti didesnį derlių Gilesniuose

sluoksniuose dirvos kietumas didėja todėl didėja ir reikalinga traktoriaus traukos jėga įdirbant

žemę Turkijoje (Boydas ir kt 2007) priemolio dirvoje buvo atlikti bandymai ir stebimas dirvos

kietumas įdirbus ją įvairiais agregatais 16 pav pavaizduotos pagrindinės šių agregatų darbinės

dalys verstuvinis plūgas plūgas su juostine verstuve diskinis skutikas sunkusis kultivatorius su

spyruokliniais akėčvirbaliais Prie šių agregatų taip pat buvo montuojamas ardelinis volas Visais

žemės dirbimo atvejais dirva buvo įdirbama 20 cm gyliu (Boydas ir kt 2007)

16 pav Dirvos dirbimo bandymo metu naudotos dirvos dirbimo dalys a ndash plūgo

cilindrinė verstuvė b ndash plūgo juostinė verstuvė c ndash diskinio skutiko diskas d ndash sunkiojo

kultivatoriaus noragėlis e ndash ardelinis volas naudotas kartu su verstuviniu plūgu plūgu juostine

verstuve ir diskiniu skutiku f ndash ardelinis volas naudotas su spyruokliniu akėčvirbaliu (Boydas ir

kt 2007)

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

4

ALEKSANDRAS STULGINSKIS UNIVERSITY

FACULTY OF AGRICULTURAL ENGINEERING

INSTITUTE OF POWER AND TRANSPORT MACHINERY ENGINEERING

Master theses

Reinforcing working parts of agricultural machines by welding them with composite materials

Author Egidijus Katinas

Supervisor prof dr Vytenis Jankauskas

Language ndash Lithuanian

Pages ndash 53 p

Tables ndash 2

Pictures ndash 55

Sources of literature ndash 27

Annexes ndash 1

Summary

This work analysing the main soil working types Explaining draft forces dependence from

working depth soil hardness dependence from working type and soil contact with share Tillage

parts wear depends from soil hardness In this work is analysing other scientist publications about

soil tillage parts in various soil contents

Investigation part is about defining the best electrodes The special electrodes was made in

JSC ldquoAnykščių varisrdquo company Other electrodes was bought in other various companies On the

experiments was find which electrodes has the highest hardness and wear resistance Also was

defined what size of tungsten carbide has wear resistance

Key words share abrasive wear hardness tungsten carbide overlaying field tests

5

TURINYS

ĮVADAS 7

1 LITERATŪROS APŽVALGA 8

11 Žemės dirbimo technologijų apžvalga ir tendencijos 8

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga 11

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio 12

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui 13

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis 15

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas 17

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui 21

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas 23

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI 24

21 Tyrimų tikslas 24

22 Tyrimų uždaviniai 24

3 TYRIMŲ METODIKA 25

31 Laboratorinių tyrimų metodika 25

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai 26

4 TYRIMŲ REZULTATAI 33

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai 33

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas 34

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas 35

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai 40

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo vertinimas

45

IŠVADOS 49

LITERATŪROS SĄRAŠAS 50

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA 52

PRIEDAI 53

6

SIMBOLIŲ AIŠKINAMASIS ŽODYNAS

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

d ndash darbinis gylis m

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

Nc ndash veiksnys lemiantis dirvos geometriją

Nq ndash veiksnys lemiantis dirvos atsparumą noragėlio ardymui

Nγ ndash veiksnys lemiantis dirvos trinties savybes

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

w ndash noragėlio plotis m

α ndash noragėlio posvyrio kampas deg

β ndash dirvos pleišto kampas deg

γ ndash dirvos tankis kgm-3

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas deg

η ndash deformuojamos dirvos į šonus kampas deg

7

ĮVADAS

Žemės dirbimo padargai (giluminiai purentuvai plūgų noragai kultivatorių noragėliai) dirba

ypatingai sunkiomis sąlygomis ndash abrazyvinėje aplinkoje Lietuvos statistikos departamento

duomenimis 2014 m Lietuvoje ariama žemė sudarė ndash apie 1600 tūkst ha plotą Šiuos plotus

ūkininkai įdirba po kelis kartus Vienam ha žemės suarti sunaudojama iki 5756 MJ energijos

(Jasinskas A 2009)

Pagal Lietuvos agrarinės ekonomikos instituto pateikiamas žemės dirbimo technologijų

kainas (Lietuvos agrarinės ekonomikos institutas 2015) už arimą tenka mokėti 45ndash75 eurų už 1

ha 30ndash40 proc šios kainos sudaro technikos remonto ir priežiūros išlaidos Brangstančios dalys

didina įdirbimo savikainą Įdirbant žemę ypatingai dyla darbinės dalys keičiasi paviršių

parametrai todėl neįvykdomi agrotechniniai reikalavimai Norint juos vykdyti reikia nuolat tikrinti

dažniausiai dylančių detalių matmenis pakitus jiems jas keisti naujomis arba ieškoti naujų

remonto būdų bei medžiagų kuriomis nudilęs sluoksnis atnaujinamas Vienas seniausių ir

paprasčiausių atnaujinimo būdų yra elektrolankinis apvirinimas Lietuvos rinkoje siūloma įvairių

elektrodų ir elektrodinių vielų kuriais apvirinti paviršiai tampa ilgaamžiškesni Tačiau nevisada

siūlomi elektrodai yra efektyvūs ir atitinka kainos ir kokybės santykį Norint sužinoti apvirinimo

medžiagų efektyvumą reikia atlikti gamybinius bandymus Šiais bandymais nustatoma medžiaga

kuria atnaujinti darbinį paviršių yra ekonomiškiausia ir efektyviausia atsižvelgiant į darbo

sąnaudas bei prastovos laiką

Pagrindinę įtaką apvirinto sluoksnio dilimo atsparumui turi elektrodo glaiste esančios

medžiagos Ieškoma įvairiausių medžiagų kurios suteiktų atsparumo dilimui tačiau nedidintų

gamybos kaštų Atliekama daug ir įvairiausių bandymų norint sužinoti kokios medžiagos gali

sumažinti paviršių dilimą Lietuvos rinkoje siūloma kelios dešimtys įvairiausių glaistytųjų

elektrodų kurie kaip teigiama gali padėti sumažinti darbinių paviršių nudilimą

Šio magistrantūros studijų darbo metu pagal sudėtį labiausiai atsparią dilimui buvo

pasirinkti 5 skirtingos sudėties glaistytieji elektrodai ir 2 elektrodinės vielos norint patikrinti jų

efektyvumą Tyrimai atlikti ir laboratorinėmis ir lauko sąlygomis Be komercinių medžiagų taip

pat buvo išbandyti UAB bdquoAnykščių varisldquo įmonėje pagaminti naujos sudėties elektrodai kurių

glaiste yra įmaišyti įvairaus dydžio (nuo 0045 iki 071 mm) volframo kabido grūdeliai

8

1 LITERATŪROS APŽVALGA

11 Žemės dirbimo technologijų apžvalga ir tendencijos

Žemės dirbimas ndash tai žemės dirbimo mašinų ir padargų mechaninis poveikis dirvai turintis

tikslą pakeisti fizines ir mechanines dirvos savybes ir biologinę aplinką Taip sudaroma geresnė

aplinka augalų vegetacijai Dažniausiai žemė įdirbama nuėmus derlių ir prieš kitų augalų sėją

(Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo padargai būna su verčiamosiomis purenamosiomis ir ravimosiomis

darbinėmis dalimis Verčiamiesiems priklauso padargai kurie savo konstrukcija apverčia dirvos

riekę (verstuviniai plūgai ir verstuviniai skutikliai) purenamiesiems - lėkštiniai skutikliai ištisinio

dirbimo kultivatoriai frezeriai akėčios volai vaikės bei lygintuvai Dažniausiai su šie padargai

apjungiami ty su prie kultivatoriaus montuojami volai ir kiti agregatai Taip vienu važiavimu

traktorius pilnai įdirba dirvą sumažindamas jos suslėgimą Dabar dažniausiai taikomos tokios

žemės dirbimo technologijos 1) ariminė kai dirva ariama verstuviniais plūgais o vėliau purenama

seklaus purenimo padargais 2) beariminė arba supaprastinto (minimalaus) žemės dirbimo - dirva

neariama vietoj plūgo naudojami sudėtiniai padargai arba agregatai dažniausiai sudaryti iš

vertikalių rotorių kultivatoriaus ir seklaus purenimo padargų darbinių dalių 3) tiesioginės sėjos -

sėjama tiesiog į neįdirbtą dirvą ar ražienas specialiosiomis sėjamosiomis (Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo būdai

Arimas ndash tai vienas brangiausių ir sunkiausių žemės dirbimo darbų tačiau dar iki šiol

dažniausiai naudojamas dirvos dirbimo būdas Šiuo būdu dirbant žemę apverčiama dirvos riekė ir

užariamos augalų liekanos Žemė ariama verstuviniu plūgu (11 pav) Gaminami vienpusio

(varsniniai) ir abipusio vertimo (lygiojo arimo) plūgai Lygiojo arimo plūgai būna pasukamieji

paverčiamieji ir skersai išdėstytais korpusais Labiausiai paplitę vienpusio vertimo plūgai

(Bogužas ir kt 2013)

9

11 pav Verstuvinis plūgas bdquoKvernelandldquo 1 ndash verstuvė 2 ndash noragas 3 ndash kaltas

(agrotaka 2014)

Skutimas ndash tai seklus dirvos dirbimas lėkštiniais (12 pav) arba noraginiais padargais

Dažniausiai skutamos ražienos dirvos pūdymo dobilienos ar paprasčiausios pievos Šio dirbimo

tikslas pakirsti piktžolių ir kitų augalų šaknis supurenti dirvos paviršių o įvairios organinės

liekanos greičiau pradėtų skaidytis (Bogužas ir kt 2013)

12 pav Lėkštinis skutikas 1 ndash rėmas 2 ndash lėkštė karpytais ašmenimis 3 ndash lėkštė lygiais

ašmenimis (armeduva 2015)

Gilus purenimas atliekamas 25ndash50 cm gyliu Šio purenimo pagrindinis tikslas yra gerinti

augalų auginimo sąlygas kad visi dirvoje vykstantys mikrobiologiniai procesai auginamų augalų

10

mitybos režimas bei dirvožemio drėgnis ir poringumas būtų optimalūs Gilus purenimas

naudojamas ne kiekvienais metais nes sunaudojama daug energijos ekonominių ir laiko išteklių

Gilesnius kaip 30ndash 50 cm sluoksnius purenti patartina kas 3ndash5 metus Giluminis purentuvas

pavaizduotas 13 pav (Bogužas ir kt 2013)

13 pav Giluminis purentuvas bdquoAgrisem cultiplow goldldquo1 ndash rėmas 2 ndash noragas 3 ndash

volas (agrisem 2014)

Frezavimas skirtas sekliai supurenti dirvos paviršių susmulkinti augalų dalis bei įterpti jas į

dirvą Ši dirbimo technologija vienu važiavimu paruošia dirvą sėjai Galima montuoti kartu su

sėjamosiomis arba atskirai Tai mažo našumo didelių energetinių sąnaudų reikalaujantys

labiausiai dirvožemio struktūrą gadinantys padargai todėl retai naudojami tačiau ten kur per

trumpą laiko tarpą reikia paruošti dirvą ir susmulkinti augalų likučius Labai populiarus žemės

dirbimo būdas sodininkystėje ir daržininkystėje (Bogužas ir kt 2013)

14 pav Horizontalaus veleno žemės dirbimo freza bdquoBometldquo 1 ndash rėmas 2 ndash peilis 3 ndash

velenas (romudava 2014)

Dirvos lyginimas atliekamas norint sulyginti nelygumus ir sutrupinti grumstus Neišlyginus

dirvos paviršiaus įdubimų kuriuose pavasarį tirpstant sniegui atsiranda balos ir užmirksta pasėliai

11

bei ganyklos Paviršiaus nelygumai mažina darbo našumą žemė įdirbama blogiau netolygiai

išbarstomos trąšos bei sėjos metu nevienodai įterpiama sėkla ko pasekoje nevienodai auga pasėlis

Dirvos lyginamos taip kad vandens perteklius galėtų laisvai nutekėti arba pasisikirstytų dirvos

paviršiuje ir susigertų į dirvą (Bogužas ir kt 2013)

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga

Žemės dirbimas be verstuvinio plūgo Europoje platesni užmojį įgavo nuo XX a vidurio kai

buvo susintetintas visuotinio veikimo herbicidas parakvatas Lietuvoje toks žemės dirbimas

pradėtas propaguoti tik baigiantis XX šimtmečiui nes trūko mokslinių tyrimų ir praktinės patirties

trukdė agroekologinės bei socialinės ir ekonominės sąlygos herbicidų stoka vėlyvas specialių

padargų atsiradimas rinkoje ir aukštos jų kainos

Patirtis rodo kad žemės ūkio augalų derlius ne visada priklauso nuo žemės dirbimo

intensyvumo Piktžolėms naikinti taikomą gilųjį arimą pakeitė herbicidai naikinantys piktžoles

geriau ir pigiau negu arimas plūgu Platus herbicidų naudojimas leidžia ne tik sumažinti arimo

gylį bet ir visai atsisakyti armens vartymo Arimo metu vykstančius technologinius procesus -

purenimą maišymą trąšų įterpimą gali atlikti purenamieji padargai Po arimo augalų šaknų

vystymosi dirvožemio biologinio aktyvumo bei dirvožemio struktūros susidarymo procesai

lėčiausi o įdirbus kultivatoriumi strėliniais noragėliais gaunamas geriausias efektas

Padargai galintys pakeisti verstuvinį arimą yra skutikai (12 pav) gerai pakertantys

daugiamečių piktžolių šaknis ir kartu purenantys bei maišantys tik viršutinį dirvos sluoksnį

Noraginiame skutike už noragėlių sumontuoti sferiniai diskai kurie sumaišo šį sluoksnį su

šiaudais bei kitomis augalų liekanomis (Bogužas ir kt 2013)

Beariminė žemės dirbimo technologija populiarėja dėl mažų energijos ir laiko sąnaudų

kurios ypatingai svarbios nuimant derlių Dar viena priežastis kodėl populiarėja šis žemės dirbimo

būdas yra remiamas Europos sąjungos Už žiemoti paliktas ražienas jas minimaliai įdirbus

ūkininkas gauna išmokas (mano ūkis 2014) Nustatyta kad atlikus lengvą dirvos paviršiaus

kultivavimą ar taikant tiesioginę sėją ndash gausūs krituliai mažiau ardo dirvožemio struktūrą mažėja

dirvožemio erozija kartu ir mitybos elementų nuostoliai išsiplovimo metu (Husnjak ir kt 2002)

Taikant beariminę žemės dirbimo technologiją dirva įdirbama sekliai 5ndash10 cm gyliu Šio

dirbimo metu supurenami viršutiniai dirvos sluoksniai tačiau gilesni sluoksniai yra nekliudomi ir

dar labiau suspaudžiami Toks dirvos suspaudimas turi neigiamą įtaką sėklų dygimui jų šaknų

vystymuisi ir derliui bei jo kokybei kadangi javams sunku pasisavinti reikalingas medžiagas iš

dirvos(Fuentes ir kt 2004)

12

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio

Dirbant žemę traktorius traukia žemės dirbimo agregatus Reikalinga traktoriaus galia

priklauso nuo dirbimo pobūdžio atliekant giluminį purenimą reikalingi didesnės galios traktoriai

voluojant ndash atvirščiai mažesnės galios Didelė dalis naudojamos traktoriaus galios priklauso nuo

dirbimo gylio 15 pav pateikiama traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio Paveikslėlyje

pavaizduota žemės dirbimo darbines dalis (PN ndash pirmoje eilėje esančio noragėlio AN ndash antroje

esančio noragėlio ir A ndash kaltinio noragėlio antgalio) veikianti traukos jėga Bandymo metu dirbama

priemolio dirva buvo įdirbama 9 kmh-1 greičiu Paveikslėlyje aiškiai matoma kad darbo dalims

dirbant 10 cm gyliu traukos jėga siekia 1 kN Padidėjus darbiniui gyliui iki 20 cm pirmosios eilės

noragėliui (PN) traukti reikia 5 kN traukos jėgos antros eilės noragėliui (AN) traukti reikia 4 kN

jėgos kaltinio noragėlio antgaliui reikalinga 3 kN traukos jėga

15 pav Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio įdirbant žemę PN ndash pirminiais

noragėliais AN ndash antriniais noragėliais A ndash akėčvirbalio antgaliais PAN ndash pirminiais ir

antriniais noragėliais (prognozuojama jėga) (ASAE 1980)

Punktyrinės kreivės 15 pav rodo nustatytą Amerikos žemės ūkio inžinerijos draugijos

(ASAE) traukos jėgos priklausomybę nuo darbinio gylio Grafike matoma kad ASAE

apskaičiuota traukos jėga yra 10 mažesnė už tyrimo metu gautą pirmosios eilės noragėlį (PN)

13

veikiančią jėgą ir 19 didesnė už antrosios eilės noragėlį (AN) veikiančią jėgą bei 26 didesnė

už akėčvirbalio noragėlį veikiančią traukos jėgą

Didėjant darbiniam gyliui taip pat didėja traukos jėga o tarp darbinių dalių atsiranda didesnis

reikalingos traukos jėgos skirtumas (Kiss ir kt 1981)

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui

Dirvos kietumas yra vienas iš pagrindinių rodiklių norint gauti didesnį derlių Gilesniuose

sluoksniuose dirvos kietumas didėja todėl didėja ir reikalinga traktoriaus traukos jėga įdirbant

žemę Turkijoje (Boydas ir kt 2007) priemolio dirvoje buvo atlikti bandymai ir stebimas dirvos

kietumas įdirbus ją įvairiais agregatais 16 pav pavaizduotos pagrindinės šių agregatų darbinės

dalys verstuvinis plūgas plūgas su juostine verstuve diskinis skutikas sunkusis kultivatorius su

spyruokliniais akėčvirbaliais Prie šių agregatų taip pat buvo montuojamas ardelinis volas Visais

žemės dirbimo atvejais dirva buvo įdirbama 20 cm gyliu (Boydas ir kt 2007)

16 pav Dirvos dirbimo bandymo metu naudotos dirvos dirbimo dalys a ndash plūgo

cilindrinė verstuvė b ndash plūgo juostinė verstuvė c ndash diskinio skutiko diskas d ndash sunkiojo

kultivatoriaus noragėlis e ndash ardelinis volas naudotas kartu su verstuviniu plūgu plūgu juostine

verstuve ir diskiniu skutiku f ndash ardelinis volas naudotas su spyruokliniu akėčvirbaliu (Boydas ir

kt 2007)

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

5

TURINYS

ĮVADAS 7

1 LITERATŪROS APŽVALGA 8

11 Žemės dirbimo technologijų apžvalga ir tendencijos 8

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga 11

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio 12

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui 13

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis 15

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas 17

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui 21

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas 23

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI 24

21 Tyrimų tikslas 24

22 Tyrimų uždaviniai 24

3 TYRIMŲ METODIKA 25

31 Laboratorinių tyrimų metodika 25

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai 26

4 TYRIMŲ REZULTATAI 33

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai 33

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas 34

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas 35

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai 40

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo vertinimas

45

IŠVADOS 49

LITERATŪROS SĄRAŠAS 50

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA 52

PRIEDAI 53

6

SIMBOLIŲ AIŠKINAMASIS ŽODYNAS

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

d ndash darbinis gylis m

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

Nc ndash veiksnys lemiantis dirvos geometriją

Nq ndash veiksnys lemiantis dirvos atsparumą noragėlio ardymui

Nγ ndash veiksnys lemiantis dirvos trinties savybes

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

w ndash noragėlio plotis m

α ndash noragėlio posvyrio kampas deg

β ndash dirvos pleišto kampas deg

γ ndash dirvos tankis kgm-3

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas deg

η ndash deformuojamos dirvos į šonus kampas deg

7

ĮVADAS

Žemės dirbimo padargai (giluminiai purentuvai plūgų noragai kultivatorių noragėliai) dirba

ypatingai sunkiomis sąlygomis ndash abrazyvinėje aplinkoje Lietuvos statistikos departamento

duomenimis 2014 m Lietuvoje ariama žemė sudarė ndash apie 1600 tūkst ha plotą Šiuos plotus

ūkininkai įdirba po kelis kartus Vienam ha žemės suarti sunaudojama iki 5756 MJ energijos

(Jasinskas A 2009)

Pagal Lietuvos agrarinės ekonomikos instituto pateikiamas žemės dirbimo technologijų

kainas (Lietuvos agrarinės ekonomikos institutas 2015) už arimą tenka mokėti 45ndash75 eurų už 1

ha 30ndash40 proc šios kainos sudaro technikos remonto ir priežiūros išlaidos Brangstančios dalys

didina įdirbimo savikainą Įdirbant žemę ypatingai dyla darbinės dalys keičiasi paviršių

parametrai todėl neįvykdomi agrotechniniai reikalavimai Norint juos vykdyti reikia nuolat tikrinti

dažniausiai dylančių detalių matmenis pakitus jiems jas keisti naujomis arba ieškoti naujų

remonto būdų bei medžiagų kuriomis nudilęs sluoksnis atnaujinamas Vienas seniausių ir

paprasčiausių atnaujinimo būdų yra elektrolankinis apvirinimas Lietuvos rinkoje siūloma įvairių

elektrodų ir elektrodinių vielų kuriais apvirinti paviršiai tampa ilgaamžiškesni Tačiau nevisada

siūlomi elektrodai yra efektyvūs ir atitinka kainos ir kokybės santykį Norint sužinoti apvirinimo

medžiagų efektyvumą reikia atlikti gamybinius bandymus Šiais bandymais nustatoma medžiaga

kuria atnaujinti darbinį paviršių yra ekonomiškiausia ir efektyviausia atsižvelgiant į darbo

sąnaudas bei prastovos laiką

Pagrindinę įtaką apvirinto sluoksnio dilimo atsparumui turi elektrodo glaiste esančios

medžiagos Ieškoma įvairiausių medžiagų kurios suteiktų atsparumo dilimui tačiau nedidintų

gamybos kaštų Atliekama daug ir įvairiausių bandymų norint sužinoti kokios medžiagos gali

sumažinti paviršių dilimą Lietuvos rinkoje siūloma kelios dešimtys įvairiausių glaistytųjų

elektrodų kurie kaip teigiama gali padėti sumažinti darbinių paviršių nudilimą

Šio magistrantūros studijų darbo metu pagal sudėtį labiausiai atsparią dilimui buvo

pasirinkti 5 skirtingos sudėties glaistytieji elektrodai ir 2 elektrodinės vielos norint patikrinti jų

efektyvumą Tyrimai atlikti ir laboratorinėmis ir lauko sąlygomis Be komercinių medžiagų taip

pat buvo išbandyti UAB bdquoAnykščių varisldquo įmonėje pagaminti naujos sudėties elektrodai kurių

glaiste yra įmaišyti įvairaus dydžio (nuo 0045 iki 071 mm) volframo kabido grūdeliai

8

1 LITERATŪROS APŽVALGA

11 Žemės dirbimo technologijų apžvalga ir tendencijos

Žemės dirbimas ndash tai žemės dirbimo mašinų ir padargų mechaninis poveikis dirvai turintis

tikslą pakeisti fizines ir mechanines dirvos savybes ir biologinę aplinką Taip sudaroma geresnė

aplinka augalų vegetacijai Dažniausiai žemė įdirbama nuėmus derlių ir prieš kitų augalų sėją

(Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo padargai būna su verčiamosiomis purenamosiomis ir ravimosiomis

darbinėmis dalimis Verčiamiesiems priklauso padargai kurie savo konstrukcija apverčia dirvos

riekę (verstuviniai plūgai ir verstuviniai skutikliai) purenamiesiems - lėkštiniai skutikliai ištisinio

dirbimo kultivatoriai frezeriai akėčios volai vaikės bei lygintuvai Dažniausiai su šie padargai

apjungiami ty su prie kultivatoriaus montuojami volai ir kiti agregatai Taip vienu važiavimu

traktorius pilnai įdirba dirvą sumažindamas jos suslėgimą Dabar dažniausiai taikomos tokios

žemės dirbimo technologijos 1) ariminė kai dirva ariama verstuviniais plūgais o vėliau purenama

seklaus purenimo padargais 2) beariminė arba supaprastinto (minimalaus) žemės dirbimo - dirva

neariama vietoj plūgo naudojami sudėtiniai padargai arba agregatai dažniausiai sudaryti iš

vertikalių rotorių kultivatoriaus ir seklaus purenimo padargų darbinių dalių 3) tiesioginės sėjos -

sėjama tiesiog į neįdirbtą dirvą ar ražienas specialiosiomis sėjamosiomis (Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo būdai

Arimas ndash tai vienas brangiausių ir sunkiausių žemės dirbimo darbų tačiau dar iki šiol

dažniausiai naudojamas dirvos dirbimo būdas Šiuo būdu dirbant žemę apverčiama dirvos riekė ir

užariamos augalų liekanos Žemė ariama verstuviniu plūgu (11 pav) Gaminami vienpusio

(varsniniai) ir abipusio vertimo (lygiojo arimo) plūgai Lygiojo arimo plūgai būna pasukamieji

paverčiamieji ir skersai išdėstytais korpusais Labiausiai paplitę vienpusio vertimo plūgai

(Bogužas ir kt 2013)

9

11 pav Verstuvinis plūgas bdquoKvernelandldquo 1 ndash verstuvė 2 ndash noragas 3 ndash kaltas

(agrotaka 2014)

Skutimas ndash tai seklus dirvos dirbimas lėkštiniais (12 pav) arba noraginiais padargais

Dažniausiai skutamos ražienos dirvos pūdymo dobilienos ar paprasčiausios pievos Šio dirbimo

tikslas pakirsti piktžolių ir kitų augalų šaknis supurenti dirvos paviršių o įvairios organinės

liekanos greičiau pradėtų skaidytis (Bogužas ir kt 2013)

12 pav Lėkštinis skutikas 1 ndash rėmas 2 ndash lėkštė karpytais ašmenimis 3 ndash lėkštė lygiais

ašmenimis (armeduva 2015)

Gilus purenimas atliekamas 25ndash50 cm gyliu Šio purenimo pagrindinis tikslas yra gerinti

augalų auginimo sąlygas kad visi dirvoje vykstantys mikrobiologiniai procesai auginamų augalų

10

mitybos režimas bei dirvožemio drėgnis ir poringumas būtų optimalūs Gilus purenimas

naudojamas ne kiekvienais metais nes sunaudojama daug energijos ekonominių ir laiko išteklių

Gilesnius kaip 30ndash 50 cm sluoksnius purenti patartina kas 3ndash5 metus Giluminis purentuvas

pavaizduotas 13 pav (Bogužas ir kt 2013)

13 pav Giluminis purentuvas bdquoAgrisem cultiplow goldldquo1 ndash rėmas 2 ndash noragas 3 ndash

volas (agrisem 2014)

Frezavimas skirtas sekliai supurenti dirvos paviršių susmulkinti augalų dalis bei įterpti jas į

dirvą Ši dirbimo technologija vienu važiavimu paruošia dirvą sėjai Galima montuoti kartu su

sėjamosiomis arba atskirai Tai mažo našumo didelių energetinių sąnaudų reikalaujantys

labiausiai dirvožemio struktūrą gadinantys padargai todėl retai naudojami tačiau ten kur per

trumpą laiko tarpą reikia paruošti dirvą ir susmulkinti augalų likučius Labai populiarus žemės

dirbimo būdas sodininkystėje ir daržininkystėje (Bogužas ir kt 2013)

14 pav Horizontalaus veleno žemės dirbimo freza bdquoBometldquo 1 ndash rėmas 2 ndash peilis 3 ndash

velenas (romudava 2014)

Dirvos lyginimas atliekamas norint sulyginti nelygumus ir sutrupinti grumstus Neišlyginus

dirvos paviršiaus įdubimų kuriuose pavasarį tirpstant sniegui atsiranda balos ir užmirksta pasėliai

11

bei ganyklos Paviršiaus nelygumai mažina darbo našumą žemė įdirbama blogiau netolygiai

išbarstomos trąšos bei sėjos metu nevienodai įterpiama sėkla ko pasekoje nevienodai auga pasėlis

Dirvos lyginamos taip kad vandens perteklius galėtų laisvai nutekėti arba pasisikirstytų dirvos

paviršiuje ir susigertų į dirvą (Bogužas ir kt 2013)

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga

Žemės dirbimas be verstuvinio plūgo Europoje platesni užmojį įgavo nuo XX a vidurio kai

buvo susintetintas visuotinio veikimo herbicidas parakvatas Lietuvoje toks žemės dirbimas

pradėtas propaguoti tik baigiantis XX šimtmečiui nes trūko mokslinių tyrimų ir praktinės patirties

trukdė agroekologinės bei socialinės ir ekonominės sąlygos herbicidų stoka vėlyvas specialių

padargų atsiradimas rinkoje ir aukštos jų kainos

Patirtis rodo kad žemės ūkio augalų derlius ne visada priklauso nuo žemės dirbimo

intensyvumo Piktžolėms naikinti taikomą gilųjį arimą pakeitė herbicidai naikinantys piktžoles

geriau ir pigiau negu arimas plūgu Platus herbicidų naudojimas leidžia ne tik sumažinti arimo

gylį bet ir visai atsisakyti armens vartymo Arimo metu vykstančius technologinius procesus -

purenimą maišymą trąšų įterpimą gali atlikti purenamieji padargai Po arimo augalų šaknų

vystymosi dirvožemio biologinio aktyvumo bei dirvožemio struktūros susidarymo procesai

lėčiausi o įdirbus kultivatoriumi strėliniais noragėliais gaunamas geriausias efektas

Padargai galintys pakeisti verstuvinį arimą yra skutikai (12 pav) gerai pakertantys

daugiamečių piktžolių šaknis ir kartu purenantys bei maišantys tik viršutinį dirvos sluoksnį

Noraginiame skutike už noragėlių sumontuoti sferiniai diskai kurie sumaišo šį sluoksnį su

šiaudais bei kitomis augalų liekanomis (Bogužas ir kt 2013)

Beariminė žemės dirbimo technologija populiarėja dėl mažų energijos ir laiko sąnaudų

kurios ypatingai svarbios nuimant derlių Dar viena priežastis kodėl populiarėja šis žemės dirbimo

būdas yra remiamas Europos sąjungos Už žiemoti paliktas ražienas jas minimaliai įdirbus

ūkininkas gauna išmokas (mano ūkis 2014) Nustatyta kad atlikus lengvą dirvos paviršiaus

kultivavimą ar taikant tiesioginę sėją ndash gausūs krituliai mažiau ardo dirvožemio struktūrą mažėja

dirvožemio erozija kartu ir mitybos elementų nuostoliai išsiplovimo metu (Husnjak ir kt 2002)

Taikant beariminę žemės dirbimo technologiją dirva įdirbama sekliai 5ndash10 cm gyliu Šio

dirbimo metu supurenami viršutiniai dirvos sluoksniai tačiau gilesni sluoksniai yra nekliudomi ir

dar labiau suspaudžiami Toks dirvos suspaudimas turi neigiamą įtaką sėklų dygimui jų šaknų

vystymuisi ir derliui bei jo kokybei kadangi javams sunku pasisavinti reikalingas medžiagas iš

dirvos(Fuentes ir kt 2004)

12

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio

Dirbant žemę traktorius traukia žemės dirbimo agregatus Reikalinga traktoriaus galia

priklauso nuo dirbimo pobūdžio atliekant giluminį purenimą reikalingi didesnės galios traktoriai

voluojant ndash atvirščiai mažesnės galios Didelė dalis naudojamos traktoriaus galios priklauso nuo

dirbimo gylio 15 pav pateikiama traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio Paveikslėlyje

pavaizduota žemės dirbimo darbines dalis (PN ndash pirmoje eilėje esančio noragėlio AN ndash antroje

esančio noragėlio ir A ndash kaltinio noragėlio antgalio) veikianti traukos jėga Bandymo metu dirbama

priemolio dirva buvo įdirbama 9 kmh-1 greičiu Paveikslėlyje aiškiai matoma kad darbo dalims

dirbant 10 cm gyliu traukos jėga siekia 1 kN Padidėjus darbiniui gyliui iki 20 cm pirmosios eilės

noragėliui (PN) traukti reikia 5 kN traukos jėgos antros eilės noragėliui (AN) traukti reikia 4 kN

jėgos kaltinio noragėlio antgaliui reikalinga 3 kN traukos jėga

15 pav Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio įdirbant žemę PN ndash pirminiais

noragėliais AN ndash antriniais noragėliais A ndash akėčvirbalio antgaliais PAN ndash pirminiais ir

antriniais noragėliais (prognozuojama jėga) (ASAE 1980)

Punktyrinės kreivės 15 pav rodo nustatytą Amerikos žemės ūkio inžinerijos draugijos

(ASAE) traukos jėgos priklausomybę nuo darbinio gylio Grafike matoma kad ASAE

apskaičiuota traukos jėga yra 10 mažesnė už tyrimo metu gautą pirmosios eilės noragėlį (PN)

13

veikiančią jėgą ir 19 didesnė už antrosios eilės noragėlį (AN) veikiančią jėgą bei 26 didesnė

už akėčvirbalio noragėlį veikiančią traukos jėgą

Didėjant darbiniam gyliui taip pat didėja traukos jėga o tarp darbinių dalių atsiranda didesnis

reikalingos traukos jėgos skirtumas (Kiss ir kt 1981)

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui

Dirvos kietumas yra vienas iš pagrindinių rodiklių norint gauti didesnį derlių Gilesniuose

sluoksniuose dirvos kietumas didėja todėl didėja ir reikalinga traktoriaus traukos jėga įdirbant

žemę Turkijoje (Boydas ir kt 2007) priemolio dirvoje buvo atlikti bandymai ir stebimas dirvos

kietumas įdirbus ją įvairiais agregatais 16 pav pavaizduotos pagrindinės šių agregatų darbinės

dalys verstuvinis plūgas plūgas su juostine verstuve diskinis skutikas sunkusis kultivatorius su

spyruokliniais akėčvirbaliais Prie šių agregatų taip pat buvo montuojamas ardelinis volas Visais

žemės dirbimo atvejais dirva buvo įdirbama 20 cm gyliu (Boydas ir kt 2007)

16 pav Dirvos dirbimo bandymo metu naudotos dirvos dirbimo dalys a ndash plūgo

cilindrinė verstuvė b ndash plūgo juostinė verstuvė c ndash diskinio skutiko diskas d ndash sunkiojo

kultivatoriaus noragėlis e ndash ardelinis volas naudotas kartu su verstuviniu plūgu plūgu juostine

verstuve ir diskiniu skutiku f ndash ardelinis volas naudotas su spyruokliniu akėčvirbaliu (Boydas ir

kt 2007)

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

6

SIMBOLIŲ AIŠKINAMASIS ŽODYNAS

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

d ndash darbinis gylis m

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

Nc ndash veiksnys lemiantis dirvos geometriją

Nq ndash veiksnys lemiantis dirvos atsparumą noragėlio ardymui

Nγ ndash veiksnys lemiantis dirvos trinties savybes

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

w ndash noragėlio plotis m

α ndash noragėlio posvyrio kampas deg

β ndash dirvos pleišto kampas deg

γ ndash dirvos tankis kgm-3

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas deg

η ndash deformuojamos dirvos į šonus kampas deg

7

ĮVADAS

Žemės dirbimo padargai (giluminiai purentuvai plūgų noragai kultivatorių noragėliai) dirba

ypatingai sunkiomis sąlygomis ndash abrazyvinėje aplinkoje Lietuvos statistikos departamento

duomenimis 2014 m Lietuvoje ariama žemė sudarė ndash apie 1600 tūkst ha plotą Šiuos plotus

ūkininkai įdirba po kelis kartus Vienam ha žemės suarti sunaudojama iki 5756 MJ energijos

(Jasinskas A 2009)

Pagal Lietuvos agrarinės ekonomikos instituto pateikiamas žemės dirbimo technologijų

kainas (Lietuvos agrarinės ekonomikos institutas 2015) už arimą tenka mokėti 45ndash75 eurų už 1

ha 30ndash40 proc šios kainos sudaro technikos remonto ir priežiūros išlaidos Brangstančios dalys

didina įdirbimo savikainą Įdirbant žemę ypatingai dyla darbinės dalys keičiasi paviršių

parametrai todėl neįvykdomi agrotechniniai reikalavimai Norint juos vykdyti reikia nuolat tikrinti

dažniausiai dylančių detalių matmenis pakitus jiems jas keisti naujomis arba ieškoti naujų

remonto būdų bei medžiagų kuriomis nudilęs sluoksnis atnaujinamas Vienas seniausių ir

paprasčiausių atnaujinimo būdų yra elektrolankinis apvirinimas Lietuvos rinkoje siūloma įvairių

elektrodų ir elektrodinių vielų kuriais apvirinti paviršiai tampa ilgaamžiškesni Tačiau nevisada

siūlomi elektrodai yra efektyvūs ir atitinka kainos ir kokybės santykį Norint sužinoti apvirinimo

medžiagų efektyvumą reikia atlikti gamybinius bandymus Šiais bandymais nustatoma medžiaga

kuria atnaujinti darbinį paviršių yra ekonomiškiausia ir efektyviausia atsižvelgiant į darbo

sąnaudas bei prastovos laiką

Pagrindinę įtaką apvirinto sluoksnio dilimo atsparumui turi elektrodo glaiste esančios

medžiagos Ieškoma įvairiausių medžiagų kurios suteiktų atsparumo dilimui tačiau nedidintų

gamybos kaštų Atliekama daug ir įvairiausių bandymų norint sužinoti kokios medžiagos gali

sumažinti paviršių dilimą Lietuvos rinkoje siūloma kelios dešimtys įvairiausių glaistytųjų

elektrodų kurie kaip teigiama gali padėti sumažinti darbinių paviršių nudilimą

Šio magistrantūros studijų darbo metu pagal sudėtį labiausiai atsparią dilimui buvo

pasirinkti 5 skirtingos sudėties glaistytieji elektrodai ir 2 elektrodinės vielos norint patikrinti jų

efektyvumą Tyrimai atlikti ir laboratorinėmis ir lauko sąlygomis Be komercinių medžiagų taip

pat buvo išbandyti UAB bdquoAnykščių varisldquo įmonėje pagaminti naujos sudėties elektrodai kurių

glaiste yra įmaišyti įvairaus dydžio (nuo 0045 iki 071 mm) volframo kabido grūdeliai

8

1 LITERATŪROS APŽVALGA

11 Žemės dirbimo technologijų apžvalga ir tendencijos

Žemės dirbimas ndash tai žemės dirbimo mašinų ir padargų mechaninis poveikis dirvai turintis

tikslą pakeisti fizines ir mechanines dirvos savybes ir biologinę aplinką Taip sudaroma geresnė

aplinka augalų vegetacijai Dažniausiai žemė įdirbama nuėmus derlių ir prieš kitų augalų sėją

(Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo padargai būna su verčiamosiomis purenamosiomis ir ravimosiomis

darbinėmis dalimis Verčiamiesiems priklauso padargai kurie savo konstrukcija apverčia dirvos

riekę (verstuviniai plūgai ir verstuviniai skutikliai) purenamiesiems - lėkštiniai skutikliai ištisinio

dirbimo kultivatoriai frezeriai akėčios volai vaikės bei lygintuvai Dažniausiai su šie padargai

apjungiami ty su prie kultivatoriaus montuojami volai ir kiti agregatai Taip vienu važiavimu

traktorius pilnai įdirba dirvą sumažindamas jos suslėgimą Dabar dažniausiai taikomos tokios

žemės dirbimo technologijos 1) ariminė kai dirva ariama verstuviniais plūgais o vėliau purenama

seklaus purenimo padargais 2) beariminė arba supaprastinto (minimalaus) žemės dirbimo - dirva

neariama vietoj plūgo naudojami sudėtiniai padargai arba agregatai dažniausiai sudaryti iš

vertikalių rotorių kultivatoriaus ir seklaus purenimo padargų darbinių dalių 3) tiesioginės sėjos -

sėjama tiesiog į neįdirbtą dirvą ar ražienas specialiosiomis sėjamosiomis (Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo būdai

Arimas ndash tai vienas brangiausių ir sunkiausių žemės dirbimo darbų tačiau dar iki šiol

dažniausiai naudojamas dirvos dirbimo būdas Šiuo būdu dirbant žemę apverčiama dirvos riekė ir

užariamos augalų liekanos Žemė ariama verstuviniu plūgu (11 pav) Gaminami vienpusio

(varsniniai) ir abipusio vertimo (lygiojo arimo) plūgai Lygiojo arimo plūgai būna pasukamieji

paverčiamieji ir skersai išdėstytais korpusais Labiausiai paplitę vienpusio vertimo plūgai

(Bogužas ir kt 2013)

9

11 pav Verstuvinis plūgas bdquoKvernelandldquo 1 ndash verstuvė 2 ndash noragas 3 ndash kaltas

(agrotaka 2014)

Skutimas ndash tai seklus dirvos dirbimas lėkštiniais (12 pav) arba noraginiais padargais

Dažniausiai skutamos ražienos dirvos pūdymo dobilienos ar paprasčiausios pievos Šio dirbimo

tikslas pakirsti piktžolių ir kitų augalų šaknis supurenti dirvos paviršių o įvairios organinės

liekanos greičiau pradėtų skaidytis (Bogužas ir kt 2013)

12 pav Lėkštinis skutikas 1 ndash rėmas 2 ndash lėkštė karpytais ašmenimis 3 ndash lėkštė lygiais

ašmenimis (armeduva 2015)

Gilus purenimas atliekamas 25ndash50 cm gyliu Šio purenimo pagrindinis tikslas yra gerinti

augalų auginimo sąlygas kad visi dirvoje vykstantys mikrobiologiniai procesai auginamų augalų

10

mitybos režimas bei dirvožemio drėgnis ir poringumas būtų optimalūs Gilus purenimas

naudojamas ne kiekvienais metais nes sunaudojama daug energijos ekonominių ir laiko išteklių

Gilesnius kaip 30ndash 50 cm sluoksnius purenti patartina kas 3ndash5 metus Giluminis purentuvas

pavaizduotas 13 pav (Bogužas ir kt 2013)

13 pav Giluminis purentuvas bdquoAgrisem cultiplow goldldquo1 ndash rėmas 2 ndash noragas 3 ndash

volas (agrisem 2014)

Frezavimas skirtas sekliai supurenti dirvos paviršių susmulkinti augalų dalis bei įterpti jas į

dirvą Ši dirbimo technologija vienu važiavimu paruošia dirvą sėjai Galima montuoti kartu su

sėjamosiomis arba atskirai Tai mažo našumo didelių energetinių sąnaudų reikalaujantys

labiausiai dirvožemio struktūrą gadinantys padargai todėl retai naudojami tačiau ten kur per

trumpą laiko tarpą reikia paruošti dirvą ir susmulkinti augalų likučius Labai populiarus žemės

dirbimo būdas sodininkystėje ir daržininkystėje (Bogužas ir kt 2013)

14 pav Horizontalaus veleno žemės dirbimo freza bdquoBometldquo 1 ndash rėmas 2 ndash peilis 3 ndash

velenas (romudava 2014)

Dirvos lyginimas atliekamas norint sulyginti nelygumus ir sutrupinti grumstus Neišlyginus

dirvos paviršiaus įdubimų kuriuose pavasarį tirpstant sniegui atsiranda balos ir užmirksta pasėliai

11

bei ganyklos Paviršiaus nelygumai mažina darbo našumą žemė įdirbama blogiau netolygiai

išbarstomos trąšos bei sėjos metu nevienodai įterpiama sėkla ko pasekoje nevienodai auga pasėlis

Dirvos lyginamos taip kad vandens perteklius galėtų laisvai nutekėti arba pasisikirstytų dirvos

paviršiuje ir susigertų į dirvą (Bogužas ir kt 2013)

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga

Žemės dirbimas be verstuvinio plūgo Europoje platesni užmojį įgavo nuo XX a vidurio kai

buvo susintetintas visuotinio veikimo herbicidas parakvatas Lietuvoje toks žemės dirbimas

pradėtas propaguoti tik baigiantis XX šimtmečiui nes trūko mokslinių tyrimų ir praktinės patirties

trukdė agroekologinės bei socialinės ir ekonominės sąlygos herbicidų stoka vėlyvas specialių

padargų atsiradimas rinkoje ir aukštos jų kainos

Patirtis rodo kad žemės ūkio augalų derlius ne visada priklauso nuo žemės dirbimo

intensyvumo Piktžolėms naikinti taikomą gilųjį arimą pakeitė herbicidai naikinantys piktžoles

geriau ir pigiau negu arimas plūgu Platus herbicidų naudojimas leidžia ne tik sumažinti arimo

gylį bet ir visai atsisakyti armens vartymo Arimo metu vykstančius technologinius procesus -

purenimą maišymą trąšų įterpimą gali atlikti purenamieji padargai Po arimo augalų šaknų

vystymosi dirvožemio biologinio aktyvumo bei dirvožemio struktūros susidarymo procesai

lėčiausi o įdirbus kultivatoriumi strėliniais noragėliais gaunamas geriausias efektas

Padargai galintys pakeisti verstuvinį arimą yra skutikai (12 pav) gerai pakertantys

daugiamečių piktžolių šaknis ir kartu purenantys bei maišantys tik viršutinį dirvos sluoksnį

Noraginiame skutike už noragėlių sumontuoti sferiniai diskai kurie sumaišo šį sluoksnį su

šiaudais bei kitomis augalų liekanomis (Bogužas ir kt 2013)

Beariminė žemės dirbimo technologija populiarėja dėl mažų energijos ir laiko sąnaudų

kurios ypatingai svarbios nuimant derlių Dar viena priežastis kodėl populiarėja šis žemės dirbimo

būdas yra remiamas Europos sąjungos Už žiemoti paliktas ražienas jas minimaliai įdirbus

ūkininkas gauna išmokas (mano ūkis 2014) Nustatyta kad atlikus lengvą dirvos paviršiaus

kultivavimą ar taikant tiesioginę sėją ndash gausūs krituliai mažiau ardo dirvožemio struktūrą mažėja

dirvožemio erozija kartu ir mitybos elementų nuostoliai išsiplovimo metu (Husnjak ir kt 2002)

Taikant beariminę žemės dirbimo technologiją dirva įdirbama sekliai 5ndash10 cm gyliu Šio

dirbimo metu supurenami viršutiniai dirvos sluoksniai tačiau gilesni sluoksniai yra nekliudomi ir

dar labiau suspaudžiami Toks dirvos suspaudimas turi neigiamą įtaką sėklų dygimui jų šaknų

vystymuisi ir derliui bei jo kokybei kadangi javams sunku pasisavinti reikalingas medžiagas iš

dirvos(Fuentes ir kt 2004)

12

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio

Dirbant žemę traktorius traukia žemės dirbimo agregatus Reikalinga traktoriaus galia

priklauso nuo dirbimo pobūdžio atliekant giluminį purenimą reikalingi didesnės galios traktoriai

voluojant ndash atvirščiai mažesnės galios Didelė dalis naudojamos traktoriaus galios priklauso nuo

dirbimo gylio 15 pav pateikiama traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio Paveikslėlyje

pavaizduota žemės dirbimo darbines dalis (PN ndash pirmoje eilėje esančio noragėlio AN ndash antroje

esančio noragėlio ir A ndash kaltinio noragėlio antgalio) veikianti traukos jėga Bandymo metu dirbama

priemolio dirva buvo įdirbama 9 kmh-1 greičiu Paveikslėlyje aiškiai matoma kad darbo dalims

dirbant 10 cm gyliu traukos jėga siekia 1 kN Padidėjus darbiniui gyliui iki 20 cm pirmosios eilės

noragėliui (PN) traukti reikia 5 kN traukos jėgos antros eilės noragėliui (AN) traukti reikia 4 kN

jėgos kaltinio noragėlio antgaliui reikalinga 3 kN traukos jėga

15 pav Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio įdirbant žemę PN ndash pirminiais

noragėliais AN ndash antriniais noragėliais A ndash akėčvirbalio antgaliais PAN ndash pirminiais ir

antriniais noragėliais (prognozuojama jėga) (ASAE 1980)

Punktyrinės kreivės 15 pav rodo nustatytą Amerikos žemės ūkio inžinerijos draugijos

(ASAE) traukos jėgos priklausomybę nuo darbinio gylio Grafike matoma kad ASAE

apskaičiuota traukos jėga yra 10 mažesnė už tyrimo metu gautą pirmosios eilės noragėlį (PN)

13

veikiančią jėgą ir 19 didesnė už antrosios eilės noragėlį (AN) veikiančią jėgą bei 26 didesnė

už akėčvirbalio noragėlį veikiančią traukos jėgą

Didėjant darbiniam gyliui taip pat didėja traukos jėga o tarp darbinių dalių atsiranda didesnis

reikalingos traukos jėgos skirtumas (Kiss ir kt 1981)

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui

Dirvos kietumas yra vienas iš pagrindinių rodiklių norint gauti didesnį derlių Gilesniuose

sluoksniuose dirvos kietumas didėja todėl didėja ir reikalinga traktoriaus traukos jėga įdirbant

žemę Turkijoje (Boydas ir kt 2007) priemolio dirvoje buvo atlikti bandymai ir stebimas dirvos

kietumas įdirbus ją įvairiais agregatais 16 pav pavaizduotos pagrindinės šių agregatų darbinės

dalys verstuvinis plūgas plūgas su juostine verstuve diskinis skutikas sunkusis kultivatorius su

spyruokliniais akėčvirbaliais Prie šių agregatų taip pat buvo montuojamas ardelinis volas Visais

žemės dirbimo atvejais dirva buvo įdirbama 20 cm gyliu (Boydas ir kt 2007)

16 pav Dirvos dirbimo bandymo metu naudotos dirvos dirbimo dalys a ndash plūgo

cilindrinė verstuvė b ndash plūgo juostinė verstuvė c ndash diskinio skutiko diskas d ndash sunkiojo

kultivatoriaus noragėlis e ndash ardelinis volas naudotas kartu su verstuviniu plūgu plūgu juostine

verstuve ir diskiniu skutiku f ndash ardelinis volas naudotas su spyruokliniu akėčvirbaliu (Boydas ir

kt 2007)

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

7

ĮVADAS

Žemės dirbimo padargai (giluminiai purentuvai plūgų noragai kultivatorių noragėliai) dirba

ypatingai sunkiomis sąlygomis ndash abrazyvinėje aplinkoje Lietuvos statistikos departamento

duomenimis 2014 m Lietuvoje ariama žemė sudarė ndash apie 1600 tūkst ha plotą Šiuos plotus

ūkininkai įdirba po kelis kartus Vienam ha žemės suarti sunaudojama iki 5756 MJ energijos

(Jasinskas A 2009)

Pagal Lietuvos agrarinės ekonomikos instituto pateikiamas žemės dirbimo technologijų

kainas (Lietuvos agrarinės ekonomikos institutas 2015) už arimą tenka mokėti 45ndash75 eurų už 1

ha 30ndash40 proc šios kainos sudaro technikos remonto ir priežiūros išlaidos Brangstančios dalys

didina įdirbimo savikainą Įdirbant žemę ypatingai dyla darbinės dalys keičiasi paviršių

parametrai todėl neįvykdomi agrotechniniai reikalavimai Norint juos vykdyti reikia nuolat tikrinti

dažniausiai dylančių detalių matmenis pakitus jiems jas keisti naujomis arba ieškoti naujų

remonto būdų bei medžiagų kuriomis nudilęs sluoksnis atnaujinamas Vienas seniausių ir

paprasčiausių atnaujinimo būdų yra elektrolankinis apvirinimas Lietuvos rinkoje siūloma įvairių

elektrodų ir elektrodinių vielų kuriais apvirinti paviršiai tampa ilgaamžiškesni Tačiau nevisada

siūlomi elektrodai yra efektyvūs ir atitinka kainos ir kokybės santykį Norint sužinoti apvirinimo

medžiagų efektyvumą reikia atlikti gamybinius bandymus Šiais bandymais nustatoma medžiaga

kuria atnaujinti darbinį paviršių yra ekonomiškiausia ir efektyviausia atsižvelgiant į darbo

sąnaudas bei prastovos laiką

Pagrindinę įtaką apvirinto sluoksnio dilimo atsparumui turi elektrodo glaiste esančios

medžiagos Ieškoma įvairiausių medžiagų kurios suteiktų atsparumo dilimui tačiau nedidintų

gamybos kaštų Atliekama daug ir įvairiausių bandymų norint sužinoti kokios medžiagos gali

sumažinti paviršių dilimą Lietuvos rinkoje siūloma kelios dešimtys įvairiausių glaistytųjų

elektrodų kurie kaip teigiama gali padėti sumažinti darbinių paviršių nudilimą

Šio magistrantūros studijų darbo metu pagal sudėtį labiausiai atsparią dilimui buvo

pasirinkti 5 skirtingos sudėties glaistytieji elektrodai ir 2 elektrodinės vielos norint patikrinti jų

efektyvumą Tyrimai atlikti ir laboratorinėmis ir lauko sąlygomis Be komercinių medžiagų taip

pat buvo išbandyti UAB bdquoAnykščių varisldquo įmonėje pagaminti naujos sudėties elektrodai kurių

glaiste yra įmaišyti įvairaus dydžio (nuo 0045 iki 071 mm) volframo kabido grūdeliai

8

1 LITERATŪROS APŽVALGA

11 Žemės dirbimo technologijų apžvalga ir tendencijos

Žemės dirbimas ndash tai žemės dirbimo mašinų ir padargų mechaninis poveikis dirvai turintis

tikslą pakeisti fizines ir mechanines dirvos savybes ir biologinę aplinką Taip sudaroma geresnė

aplinka augalų vegetacijai Dažniausiai žemė įdirbama nuėmus derlių ir prieš kitų augalų sėją

(Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo padargai būna su verčiamosiomis purenamosiomis ir ravimosiomis

darbinėmis dalimis Verčiamiesiems priklauso padargai kurie savo konstrukcija apverčia dirvos

riekę (verstuviniai plūgai ir verstuviniai skutikliai) purenamiesiems - lėkštiniai skutikliai ištisinio

dirbimo kultivatoriai frezeriai akėčios volai vaikės bei lygintuvai Dažniausiai su šie padargai

apjungiami ty su prie kultivatoriaus montuojami volai ir kiti agregatai Taip vienu važiavimu

traktorius pilnai įdirba dirvą sumažindamas jos suslėgimą Dabar dažniausiai taikomos tokios

žemės dirbimo technologijos 1) ariminė kai dirva ariama verstuviniais plūgais o vėliau purenama

seklaus purenimo padargais 2) beariminė arba supaprastinto (minimalaus) žemės dirbimo - dirva

neariama vietoj plūgo naudojami sudėtiniai padargai arba agregatai dažniausiai sudaryti iš

vertikalių rotorių kultivatoriaus ir seklaus purenimo padargų darbinių dalių 3) tiesioginės sėjos -

sėjama tiesiog į neįdirbtą dirvą ar ražienas specialiosiomis sėjamosiomis (Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo būdai

Arimas ndash tai vienas brangiausių ir sunkiausių žemės dirbimo darbų tačiau dar iki šiol

dažniausiai naudojamas dirvos dirbimo būdas Šiuo būdu dirbant žemę apverčiama dirvos riekė ir

užariamos augalų liekanos Žemė ariama verstuviniu plūgu (11 pav) Gaminami vienpusio

(varsniniai) ir abipusio vertimo (lygiojo arimo) plūgai Lygiojo arimo plūgai būna pasukamieji

paverčiamieji ir skersai išdėstytais korpusais Labiausiai paplitę vienpusio vertimo plūgai

(Bogužas ir kt 2013)

9

11 pav Verstuvinis plūgas bdquoKvernelandldquo 1 ndash verstuvė 2 ndash noragas 3 ndash kaltas

(agrotaka 2014)

Skutimas ndash tai seklus dirvos dirbimas lėkštiniais (12 pav) arba noraginiais padargais

Dažniausiai skutamos ražienos dirvos pūdymo dobilienos ar paprasčiausios pievos Šio dirbimo

tikslas pakirsti piktžolių ir kitų augalų šaknis supurenti dirvos paviršių o įvairios organinės

liekanos greičiau pradėtų skaidytis (Bogužas ir kt 2013)

12 pav Lėkštinis skutikas 1 ndash rėmas 2 ndash lėkštė karpytais ašmenimis 3 ndash lėkštė lygiais

ašmenimis (armeduva 2015)

Gilus purenimas atliekamas 25ndash50 cm gyliu Šio purenimo pagrindinis tikslas yra gerinti

augalų auginimo sąlygas kad visi dirvoje vykstantys mikrobiologiniai procesai auginamų augalų

10

mitybos režimas bei dirvožemio drėgnis ir poringumas būtų optimalūs Gilus purenimas

naudojamas ne kiekvienais metais nes sunaudojama daug energijos ekonominių ir laiko išteklių

Gilesnius kaip 30ndash 50 cm sluoksnius purenti patartina kas 3ndash5 metus Giluminis purentuvas

pavaizduotas 13 pav (Bogužas ir kt 2013)

13 pav Giluminis purentuvas bdquoAgrisem cultiplow goldldquo1 ndash rėmas 2 ndash noragas 3 ndash

volas (agrisem 2014)

Frezavimas skirtas sekliai supurenti dirvos paviršių susmulkinti augalų dalis bei įterpti jas į

dirvą Ši dirbimo technologija vienu važiavimu paruošia dirvą sėjai Galima montuoti kartu su

sėjamosiomis arba atskirai Tai mažo našumo didelių energetinių sąnaudų reikalaujantys

labiausiai dirvožemio struktūrą gadinantys padargai todėl retai naudojami tačiau ten kur per

trumpą laiko tarpą reikia paruošti dirvą ir susmulkinti augalų likučius Labai populiarus žemės

dirbimo būdas sodininkystėje ir daržininkystėje (Bogužas ir kt 2013)

14 pav Horizontalaus veleno žemės dirbimo freza bdquoBometldquo 1 ndash rėmas 2 ndash peilis 3 ndash

velenas (romudava 2014)

Dirvos lyginimas atliekamas norint sulyginti nelygumus ir sutrupinti grumstus Neišlyginus

dirvos paviršiaus įdubimų kuriuose pavasarį tirpstant sniegui atsiranda balos ir užmirksta pasėliai

11

bei ganyklos Paviršiaus nelygumai mažina darbo našumą žemė įdirbama blogiau netolygiai

išbarstomos trąšos bei sėjos metu nevienodai įterpiama sėkla ko pasekoje nevienodai auga pasėlis

Dirvos lyginamos taip kad vandens perteklius galėtų laisvai nutekėti arba pasisikirstytų dirvos

paviršiuje ir susigertų į dirvą (Bogužas ir kt 2013)

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga

Žemės dirbimas be verstuvinio plūgo Europoje platesni užmojį įgavo nuo XX a vidurio kai

buvo susintetintas visuotinio veikimo herbicidas parakvatas Lietuvoje toks žemės dirbimas

pradėtas propaguoti tik baigiantis XX šimtmečiui nes trūko mokslinių tyrimų ir praktinės patirties

trukdė agroekologinės bei socialinės ir ekonominės sąlygos herbicidų stoka vėlyvas specialių

padargų atsiradimas rinkoje ir aukštos jų kainos

Patirtis rodo kad žemės ūkio augalų derlius ne visada priklauso nuo žemės dirbimo

intensyvumo Piktžolėms naikinti taikomą gilųjį arimą pakeitė herbicidai naikinantys piktžoles

geriau ir pigiau negu arimas plūgu Platus herbicidų naudojimas leidžia ne tik sumažinti arimo

gylį bet ir visai atsisakyti armens vartymo Arimo metu vykstančius technologinius procesus -

purenimą maišymą trąšų įterpimą gali atlikti purenamieji padargai Po arimo augalų šaknų

vystymosi dirvožemio biologinio aktyvumo bei dirvožemio struktūros susidarymo procesai

lėčiausi o įdirbus kultivatoriumi strėliniais noragėliais gaunamas geriausias efektas

Padargai galintys pakeisti verstuvinį arimą yra skutikai (12 pav) gerai pakertantys

daugiamečių piktžolių šaknis ir kartu purenantys bei maišantys tik viršutinį dirvos sluoksnį

Noraginiame skutike už noragėlių sumontuoti sferiniai diskai kurie sumaišo šį sluoksnį su

šiaudais bei kitomis augalų liekanomis (Bogužas ir kt 2013)

Beariminė žemės dirbimo technologija populiarėja dėl mažų energijos ir laiko sąnaudų

kurios ypatingai svarbios nuimant derlių Dar viena priežastis kodėl populiarėja šis žemės dirbimo

būdas yra remiamas Europos sąjungos Už žiemoti paliktas ražienas jas minimaliai įdirbus

ūkininkas gauna išmokas (mano ūkis 2014) Nustatyta kad atlikus lengvą dirvos paviršiaus

kultivavimą ar taikant tiesioginę sėją ndash gausūs krituliai mažiau ardo dirvožemio struktūrą mažėja

dirvožemio erozija kartu ir mitybos elementų nuostoliai išsiplovimo metu (Husnjak ir kt 2002)

Taikant beariminę žemės dirbimo technologiją dirva įdirbama sekliai 5ndash10 cm gyliu Šio

dirbimo metu supurenami viršutiniai dirvos sluoksniai tačiau gilesni sluoksniai yra nekliudomi ir

dar labiau suspaudžiami Toks dirvos suspaudimas turi neigiamą įtaką sėklų dygimui jų šaknų

vystymuisi ir derliui bei jo kokybei kadangi javams sunku pasisavinti reikalingas medžiagas iš

dirvos(Fuentes ir kt 2004)

12

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio

Dirbant žemę traktorius traukia žemės dirbimo agregatus Reikalinga traktoriaus galia

priklauso nuo dirbimo pobūdžio atliekant giluminį purenimą reikalingi didesnės galios traktoriai

voluojant ndash atvirščiai mažesnės galios Didelė dalis naudojamos traktoriaus galios priklauso nuo

dirbimo gylio 15 pav pateikiama traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio Paveikslėlyje

pavaizduota žemės dirbimo darbines dalis (PN ndash pirmoje eilėje esančio noragėlio AN ndash antroje

esančio noragėlio ir A ndash kaltinio noragėlio antgalio) veikianti traukos jėga Bandymo metu dirbama

priemolio dirva buvo įdirbama 9 kmh-1 greičiu Paveikslėlyje aiškiai matoma kad darbo dalims

dirbant 10 cm gyliu traukos jėga siekia 1 kN Padidėjus darbiniui gyliui iki 20 cm pirmosios eilės

noragėliui (PN) traukti reikia 5 kN traukos jėgos antros eilės noragėliui (AN) traukti reikia 4 kN

jėgos kaltinio noragėlio antgaliui reikalinga 3 kN traukos jėga

15 pav Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio įdirbant žemę PN ndash pirminiais

noragėliais AN ndash antriniais noragėliais A ndash akėčvirbalio antgaliais PAN ndash pirminiais ir

antriniais noragėliais (prognozuojama jėga) (ASAE 1980)

Punktyrinės kreivės 15 pav rodo nustatytą Amerikos žemės ūkio inžinerijos draugijos

(ASAE) traukos jėgos priklausomybę nuo darbinio gylio Grafike matoma kad ASAE

apskaičiuota traukos jėga yra 10 mažesnė už tyrimo metu gautą pirmosios eilės noragėlį (PN)

13

veikiančią jėgą ir 19 didesnė už antrosios eilės noragėlį (AN) veikiančią jėgą bei 26 didesnė

už akėčvirbalio noragėlį veikiančią traukos jėgą

Didėjant darbiniam gyliui taip pat didėja traukos jėga o tarp darbinių dalių atsiranda didesnis

reikalingos traukos jėgos skirtumas (Kiss ir kt 1981)

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui

Dirvos kietumas yra vienas iš pagrindinių rodiklių norint gauti didesnį derlių Gilesniuose

sluoksniuose dirvos kietumas didėja todėl didėja ir reikalinga traktoriaus traukos jėga įdirbant

žemę Turkijoje (Boydas ir kt 2007) priemolio dirvoje buvo atlikti bandymai ir stebimas dirvos

kietumas įdirbus ją įvairiais agregatais 16 pav pavaizduotos pagrindinės šių agregatų darbinės

dalys verstuvinis plūgas plūgas su juostine verstuve diskinis skutikas sunkusis kultivatorius su

spyruokliniais akėčvirbaliais Prie šių agregatų taip pat buvo montuojamas ardelinis volas Visais

žemės dirbimo atvejais dirva buvo įdirbama 20 cm gyliu (Boydas ir kt 2007)

16 pav Dirvos dirbimo bandymo metu naudotos dirvos dirbimo dalys a ndash plūgo

cilindrinė verstuvė b ndash plūgo juostinė verstuvė c ndash diskinio skutiko diskas d ndash sunkiojo

kultivatoriaus noragėlis e ndash ardelinis volas naudotas kartu su verstuviniu plūgu plūgu juostine

verstuve ir diskiniu skutiku f ndash ardelinis volas naudotas su spyruokliniu akėčvirbaliu (Boydas ir

kt 2007)

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

8

1 LITERATŪROS APŽVALGA

11 Žemės dirbimo technologijų apžvalga ir tendencijos

Žemės dirbimas ndash tai žemės dirbimo mašinų ir padargų mechaninis poveikis dirvai turintis

tikslą pakeisti fizines ir mechanines dirvos savybes ir biologinę aplinką Taip sudaroma geresnė

aplinka augalų vegetacijai Dažniausiai žemė įdirbama nuėmus derlių ir prieš kitų augalų sėją

(Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo padargai būna su verčiamosiomis purenamosiomis ir ravimosiomis

darbinėmis dalimis Verčiamiesiems priklauso padargai kurie savo konstrukcija apverčia dirvos

riekę (verstuviniai plūgai ir verstuviniai skutikliai) purenamiesiems - lėkštiniai skutikliai ištisinio

dirbimo kultivatoriai frezeriai akėčios volai vaikės bei lygintuvai Dažniausiai su šie padargai

apjungiami ty su prie kultivatoriaus montuojami volai ir kiti agregatai Taip vienu važiavimu

traktorius pilnai įdirba dirvą sumažindamas jos suslėgimą Dabar dažniausiai taikomos tokios

žemės dirbimo technologijos 1) ariminė kai dirva ariama verstuviniais plūgais o vėliau purenama

seklaus purenimo padargais 2) beariminė arba supaprastinto (minimalaus) žemės dirbimo - dirva

neariama vietoj plūgo naudojami sudėtiniai padargai arba agregatai dažniausiai sudaryti iš

vertikalių rotorių kultivatoriaus ir seklaus purenimo padargų darbinių dalių 3) tiesioginės sėjos -

sėjama tiesiog į neįdirbtą dirvą ar ražienas specialiosiomis sėjamosiomis (Bogužas ir kt 2013)

Žemės dirbimo būdai

Arimas ndash tai vienas brangiausių ir sunkiausių žemės dirbimo darbų tačiau dar iki šiol

dažniausiai naudojamas dirvos dirbimo būdas Šiuo būdu dirbant žemę apverčiama dirvos riekė ir

užariamos augalų liekanos Žemė ariama verstuviniu plūgu (11 pav) Gaminami vienpusio

(varsniniai) ir abipusio vertimo (lygiojo arimo) plūgai Lygiojo arimo plūgai būna pasukamieji

paverčiamieji ir skersai išdėstytais korpusais Labiausiai paplitę vienpusio vertimo plūgai

(Bogužas ir kt 2013)

9

11 pav Verstuvinis plūgas bdquoKvernelandldquo 1 ndash verstuvė 2 ndash noragas 3 ndash kaltas

(agrotaka 2014)

Skutimas ndash tai seklus dirvos dirbimas lėkštiniais (12 pav) arba noraginiais padargais

Dažniausiai skutamos ražienos dirvos pūdymo dobilienos ar paprasčiausios pievos Šio dirbimo

tikslas pakirsti piktžolių ir kitų augalų šaknis supurenti dirvos paviršių o įvairios organinės

liekanos greičiau pradėtų skaidytis (Bogužas ir kt 2013)

12 pav Lėkštinis skutikas 1 ndash rėmas 2 ndash lėkštė karpytais ašmenimis 3 ndash lėkštė lygiais

ašmenimis (armeduva 2015)

Gilus purenimas atliekamas 25ndash50 cm gyliu Šio purenimo pagrindinis tikslas yra gerinti

augalų auginimo sąlygas kad visi dirvoje vykstantys mikrobiologiniai procesai auginamų augalų

10

mitybos režimas bei dirvožemio drėgnis ir poringumas būtų optimalūs Gilus purenimas

naudojamas ne kiekvienais metais nes sunaudojama daug energijos ekonominių ir laiko išteklių

Gilesnius kaip 30ndash 50 cm sluoksnius purenti patartina kas 3ndash5 metus Giluminis purentuvas

pavaizduotas 13 pav (Bogužas ir kt 2013)

13 pav Giluminis purentuvas bdquoAgrisem cultiplow goldldquo1 ndash rėmas 2 ndash noragas 3 ndash

volas (agrisem 2014)

Frezavimas skirtas sekliai supurenti dirvos paviršių susmulkinti augalų dalis bei įterpti jas į

dirvą Ši dirbimo technologija vienu važiavimu paruošia dirvą sėjai Galima montuoti kartu su

sėjamosiomis arba atskirai Tai mažo našumo didelių energetinių sąnaudų reikalaujantys

labiausiai dirvožemio struktūrą gadinantys padargai todėl retai naudojami tačiau ten kur per

trumpą laiko tarpą reikia paruošti dirvą ir susmulkinti augalų likučius Labai populiarus žemės

dirbimo būdas sodininkystėje ir daržininkystėje (Bogužas ir kt 2013)

14 pav Horizontalaus veleno žemės dirbimo freza bdquoBometldquo 1 ndash rėmas 2 ndash peilis 3 ndash

velenas (romudava 2014)

Dirvos lyginimas atliekamas norint sulyginti nelygumus ir sutrupinti grumstus Neišlyginus

dirvos paviršiaus įdubimų kuriuose pavasarį tirpstant sniegui atsiranda balos ir užmirksta pasėliai

11

bei ganyklos Paviršiaus nelygumai mažina darbo našumą žemė įdirbama blogiau netolygiai

išbarstomos trąšos bei sėjos metu nevienodai įterpiama sėkla ko pasekoje nevienodai auga pasėlis

Dirvos lyginamos taip kad vandens perteklius galėtų laisvai nutekėti arba pasisikirstytų dirvos

paviršiuje ir susigertų į dirvą (Bogužas ir kt 2013)

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga

Žemės dirbimas be verstuvinio plūgo Europoje platesni užmojį įgavo nuo XX a vidurio kai

buvo susintetintas visuotinio veikimo herbicidas parakvatas Lietuvoje toks žemės dirbimas

pradėtas propaguoti tik baigiantis XX šimtmečiui nes trūko mokslinių tyrimų ir praktinės patirties

trukdė agroekologinės bei socialinės ir ekonominės sąlygos herbicidų stoka vėlyvas specialių

padargų atsiradimas rinkoje ir aukštos jų kainos

Patirtis rodo kad žemės ūkio augalų derlius ne visada priklauso nuo žemės dirbimo

intensyvumo Piktžolėms naikinti taikomą gilųjį arimą pakeitė herbicidai naikinantys piktžoles

geriau ir pigiau negu arimas plūgu Platus herbicidų naudojimas leidžia ne tik sumažinti arimo

gylį bet ir visai atsisakyti armens vartymo Arimo metu vykstančius technologinius procesus -

purenimą maišymą trąšų įterpimą gali atlikti purenamieji padargai Po arimo augalų šaknų

vystymosi dirvožemio biologinio aktyvumo bei dirvožemio struktūros susidarymo procesai

lėčiausi o įdirbus kultivatoriumi strėliniais noragėliais gaunamas geriausias efektas

Padargai galintys pakeisti verstuvinį arimą yra skutikai (12 pav) gerai pakertantys

daugiamečių piktžolių šaknis ir kartu purenantys bei maišantys tik viršutinį dirvos sluoksnį

Noraginiame skutike už noragėlių sumontuoti sferiniai diskai kurie sumaišo šį sluoksnį su

šiaudais bei kitomis augalų liekanomis (Bogužas ir kt 2013)

Beariminė žemės dirbimo technologija populiarėja dėl mažų energijos ir laiko sąnaudų

kurios ypatingai svarbios nuimant derlių Dar viena priežastis kodėl populiarėja šis žemės dirbimo

būdas yra remiamas Europos sąjungos Už žiemoti paliktas ražienas jas minimaliai įdirbus

ūkininkas gauna išmokas (mano ūkis 2014) Nustatyta kad atlikus lengvą dirvos paviršiaus

kultivavimą ar taikant tiesioginę sėją ndash gausūs krituliai mažiau ardo dirvožemio struktūrą mažėja

dirvožemio erozija kartu ir mitybos elementų nuostoliai išsiplovimo metu (Husnjak ir kt 2002)

Taikant beariminę žemės dirbimo technologiją dirva įdirbama sekliai 5ndash10 cm gyliu Šio

dirbimo metu supurenami viršutiniai dirvos sluoksniai tačiau gilesni sluoksniai yra nekliudomi ir

dar labiau suspaudžiami Toks dirvos suspaudimas turi neigiamą įtaką sėklų dygimui jų šaknų

vystymuisi ir derliui bei jo kokybei kadangi javams sunku pasisavinti reikalingas medžiagas iš

dirvos(Fuentes ir kt 2004)

12

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio

Dirbant žemę traktorius traukia žemės dirbimo agregatus Reikalinga traktoriaus galia

priklauso nuo dirbimo pobūdžio atliekant giluminį purenimą reikalingi didesnės galios traktoriai

voluojant ndash atvirščiai mažesnės galios Didelė dalis naudojamos traktoriaus galios priklauso nuo

dirbimo gylio 15 pav pateikiama traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio Paveikslėlyje

pavaizduota žemės dirbimo darbines dalis (PN ndash pirmoje eilėje esančio noragėlio AN ndash antroje

esančio noragėlio ir A ndash kaltinio noragėlio antgalio) veikianti traukos jėga Bandymo metu dirbama

priemolio dirva buvo įdirbama 9 kmh-1 greičiu Paveikslėlyje aiškiai matoma kad darbo dalims

dirbant 10 cm gyliu traukos jėga siekia 1 kN Padidėjus darbiniui gyliui iki 20 cm pirmosios eilės

noragėliui (PN) traukti reikia 5 kN traukos jėgos antros eilės noragėliui (AN) traukti reikia 4 kN

jėgos kaltinio noragėlio antgaliui reikalinga 3 kN traukos jėga

15 pav Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio įdirbant žemę PN ndash pirminiais

noragėliais AN ndash antriniais noragėliais A ndash akėčvirbalio antgaliais PAN ndash pirminiais ir

antriniais noragėliais (prognozuojama jėga) (ASAE 1980)

Punktyrinės kreivės 15 pav rodo nustatytą Amerikos žemės ūkio inžinerijos draugijos

(ASAE) traukos jėgos priklausomybę nuo darbinio gylio Grafike matoma kad ASAE

apskaičiuota traukos jėga yra 10 mažesnė už tyrimo metu gautą pirmosios eilės noragėlį (PN)

13

veikiančią jėgą ir 19 didesnė už antrosios eilės noragėlį (AN) veikiančią jėgą bei 26 didesnė

už akėčvirbalio noragėlį veikiančią traukos jėgą

Didėjant darbiniam gyliui taip pat didėja traukos jėga o tarp darbinių dalių atsiranda didesnis

reikalingos traukos jėgos skirtumas (Kiss ir kt 1981)

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui

Dirvos kietumas yra vienas iš pagrindinių rodiklių norint gauti didesnį derlių Gilesniuose

sluoksniuose dirvos kietumas didėja todėl didėja ir reikalinga traktoriaus traukos jėga įdirbant

žemę Turkijoje (Boydas ir kt 2007) priemolio dirvoje buvo atlikti bandymai ir stebimas dirvos

kietumas įdirbus ją įvairiais agregatais 16 pav pavaizduotos pagrindinės šių agregatų darbinės

dalys verstuvinis plūgas plūgas su juostine verstuve diskinis skutikas sunkusis kultivatorius su

spyruokliniais akėčvirbaliais Prie šių agregatų taip pat buvo montuojamas ardelinis volas Visais

žemės dirbimo atvejais dirva buvo įdirbama 20 cm gyliu (Boydas ir kt 2007)

16 pav Dirvos dirbimo bandymo metu naudotos dirvos dirbimo dalys a ndash plūgo

cilindrinė verstuvė b ndash plūgo juostinė verstuvė c ndash diskinio skutiko diskas d ndash sunkiojo

kultivatoriaus noragėlis e ndash ardelinis volas naudotas kartu su verstuviniu plūgu plūgu juostine

verstuve ir diskiniu skutiku f ndash ardelinis volas naudotas su spyruokliniu akėčvirbaliu (Boydas ir

kt 2007)

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

9

11 pav Verstuvinis plūgas bdquoKvernelandldquo 1 ndash verstuvė 2 ndash noragas 3 ndash kaltas

(agrotaka 2014)

Skutimas ndash tai seklus dirvos dirbimas lėkštiniais (12 pav) arba noraginiais padargais

Dažniausiai skutamos ražienos dirvos pūdymo dobilienos ar paprasčiausios pievos Šio dirbimo

tikslas pakirsti piktžolių ir kitų augalų šaknis supurenti dirvos paviršių o įvairios organinės

liekanos greičiau pradėtų skaidytis (Bogužas ir kt 2013)

12 pav Lėkštinis skutikas 1 ndash rėmas 2 ndash lėkštė karpytais ašmenimis 3 ndash lėkštė lygiais

ašmenimis (armeduva 2015)

Gilus purenimas atliekamas 25ndash50 cm gyliu Šio purenimo pagrindinis tikslas yra gerinti

augalų auginimo sąlygas kad visi dirvoje vykstantys mikrobiologiniai procesai auginamų augalų

10

mitybos režimas bei dirvožemio drėgnis ir poringumas būtų optimalūs Gilus purenimas

naudojamas ne kiekvienais metais nes sunaudojama daug energijos ekonominių ir laiko išteklių

Gilesnius kaip 30ndash 50 cm sluoksnius purenti patartina kas 3ndash5 metus Giluminis purentuvas

pavaizduotas 13 pav (Bogužas ir kt 2013)

13 pav Giluminis purentuvas bdquoAgrisem cultiplow goldldquo1 ndash rėmas 2 ndash noragas 3 ndash

volas (agrisem 2014)

Frezavimas skirtas sekliai supurenti dirvos paviršių susmulkinti augalų dalis bei įterpti jas į

dirvą Ši dirbimo technologija vienu važiavimu paruošia dirvą sėjai Galima montuoti kartu su

sėjamosiomis arba atskirai Tai mažo našumo didelių energetinių sąnaudų reikalaujantys

labiausiai dirvožemio struktūrą gadinantys padargai todėl retai naudojami tačiau ten kur per

trumpą laiko tarpą reikia paruošti dirvą ir susmulkinti augalų likučius Labai populiarus žemės

dirbimo būdas sodininkystėje ir daržininkystėje (Bogužas ir kt 2013)

14 pav Horizontalaus veleno žemės dirbimo freza bdquoBometldquo 1 ndash rėmas 2 ndash peilis 3 ndash

velenas (romudava 2014)

Dirvos lyginimas atliekamas norint sulyginti nelygumus ir sutrupinti grumstus Neišlyginus

dirvos paviršiaus įdubimų kuriuose pavasarį tirpstant sniegui atsiranda balos ir užmirksta pasėliai

11

bei ganyklos Paviršiaus nelygumai mažina darbo našumą žemė įdirbama blogiau netolygiai

išbarstomos trąšos bei sėjos metu nevienodai įterpiama sėkla ko pasekoje nevienodai auga pasėlis

Dirvos lyginamos taip kad vandens perteklius galėtų laisvai nutekėti arba pasisikirstytų dirvos

paviršiuje ir susigertų į dirvą (Bogužas ir kt 2013)

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga

Žemės dirbimas be verstuvinio plūgo Europoje platesni užmojį įgavo nuo XX a vidurio kai

buvo susintetintas visuotinio veikimo herbicidas parakvatas Lietuvoje toks žemės dirbimas

pradėtas propaguoti tik baigiantis XX šimtmečiui nes trūko mokslinių tyrimų ir praktinės patirties

trukdė agroekologinės bei socialinės ir ekonominės sąlygos herbicidų stoka vėlyvas specialių

padargų atsiradimas rinkoje ir aukštos jų kainos

Patirtis rodo kad žemės ūkio augalų derlius ne visada priklauso nuo žemės dirbimo

intensyvumo Piktžolėms naikinti taikomą gilųjį arimą pakeitė herbicidai naikinantys piktžoles

geriau ir pigiau negu arimas plūgu Platus herbicidų naudojimas leidžia ne tik sumažinti arimo

gylį bet ir visai atsisakyti armens vartymo Arimo metu vykstančius technologinius procesus -

purenimą maišymą trąšų įterpimą gali atlikti purenamieji padargai Po arimo augalų šaknų

vystymosi dirvožemio biologinio aktyvumo bei dirvožemio struktūros susidarymo procesai

lėčiausi o įdirbus kultivatoriumi strėliniais noragėliais gaunamas geriausias efektas

Padargai galintys pakeisti verstuvinį arimą yra skutikai (12 pav) gerai pakertantys

daugiamečių piktžolių šaknis ir kartu purenantys bei maišantys tik viršutinį dirvos sluoksnį

Noraginiame skutike už noragėlių sumontuoti sferiniai diskai kurie sumaišo šį sluoksnį su

šiaudais bei kitomis augalų liekanomis (Bogužas ir kt 2013)

Beariminė žemės dirbimo technologija populiarėja dėl mažų energijos ir laiko sąnaudų

kurios ypatingai svarbios nuimant derlių Dar viena priežastis kodėl populiarėja šis žemės dirbimo

būdas yra remiamas Europos sąjungos Už žiemoti paliktas ražienas jas minimaliai įdirbus

ūkininkas gauna išmokas (mano ūkis 2014) Nustatyta kad atlikus lengvą dirvos paviršiaus

kultivavimą ar taikant tiesioginę sėją ndash gausūs krituliai mažiau ardo dirvožemio struktūrą mažėja

dirvožemio erozija kartu ir mitybos elementų nuostoliai išsiplovimo metu (Husnjak ir kt 2002)

Taikant beariminę žemės dirbimo technologiją dirva įdirbama sekliai 5ndash10 cm gyliu Šio

dirbimo metu supurenami viršutiniai dirvos sluoksniai tačiau gilesni sluoksniai yra nekliudomi ir

dar labiau suspaudžiami Toks dirvos suspaudimas turi neigiamą įtaką sėklų dygimui jų šaknų

vystymuisi ir derliui bei jo kokybei kadangi javams sunku pasisavinti reikalingas medžiagas iš

dirvos(Fuentes ir kt 2004)

12

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio

Dirbant žemę traktorius traukia žemės dirbimo agregatus Reikalinga traktoriaus galia

priklauso nuo dirbimo pobūdžio atliekant giluminį purenimą reikalingi didesnės galios traktoriai

voluojant ndash atvirščiai mažesnės galios Didelė dalis naudojamos traktoriaus galios priklauso nuo

dirbimo gylio 15 pav pateikiama traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio Paveikslėlyje

pavaizduota žemės dirbimo darbines dalis (PN ndash pirmoje eilėje esančio noragėlio AN ndash antroje

esančio noragėlio ir A ndash kaltinio noragėlio antgalio) veikianti traukos jėga Bandymo metu dirbama

priemolio dirva buvo įdirbama 9 kmh-1 greičiu Paveikslėlyje aiškiai matoma kad darbo dalims

dirbant 10 cm gyliu traukos jėga siekia 1 kN Padidėjus darbiniui gyliui iki 20 cm pirmosios eilės

noragėliui (PN) traukti reikia 5 kN traukos jėgos antros eilės noragėliui (AN) traukti reikia 4 kN

jėgos kaltinio noragėlio antgaliui reikalinga 3 kN traukos jėga

15 pav Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio įdirbant žemę PN ndash pirminiais

noragėliais AN ndash antriniais noragėliais A ndash akėčvirbalio antgaliais PAN ndash pirminiais ir

antriniais noragėliais (prognozuojama jėga) (ASAE 1980)

Punktyrinės kreivės 15 pav rodo nustatytą Amerikos žemės ūkio inžinerijos draugijos

(ASAE) traukos jėgos priklausomybę nuo darbinio gylio Grafike matoma kad ASAE

apskaičiuota traukos jėga yra 10 mažesnė už tyrimo metu gautą pirmosios eilės noragėlį (PN)

13

veikiančią jėgą ir 19 didesnė už antrosios eilės noragėlį (AN) veikiančią jėgą bei 26 didesnė

už akėčvirbalio noragėlį veikiančią traukos jėgą

Didėjant darbiniam gyliui taip pat didėja traukos jėga o tarp darbinių dalių atsiranda didesnis

reikalingos traukos jėgos skirtumas (Kiss ir kt 1981)

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui

Dirvos kietumas yra vienas iš pagrindinių rodiklių norint gauti didesnį derlių Gilesniuose

sluoksniuose dirvos kietumas didėja todėl didėja ir reikalinga traktoriaus traukos jėga įdirbant

žemę Turkijoje (Boydas ir kt 2007) priemolio dirvoje buvo atlikti bandymai ir stebimas dirvos

kietumas įdirbus ją įvairiais agregatais 16 pav pavaizduotos pagrindinės šių agregatų darbinės

dalys verstuvinis plūgas plūgas su juostine verstuve diskinis skutikas sunkusis kultivatorius su

spyruokliniais akėčvirbaliais Prie šių agregatų taip pat buvo montuojamas ardelinis volas Visais

žemės dirbimo atvejais dirva buvo įdirbama 20 cm gyliu (Boydas ir kt 2007)

16 pav Dirvos dirbimo bandymo metu naudotos dirvos dirbimo dalys a ndash plūgo

cilindrinė verstuvė b ndash plūgo juostinė verstuvė c ndash diskinio skutiko diskas d ndash sunkiojo

kultivatoriaus noragėlis e ndash ardelinis volas naudotas kartu su verstuviniu plūgu plūgu juostine

verstuve ir diskiniu skutiku f ndash ardelinis volas naudotas su spyruokliniu akėčvirbaliu (Boydas ir

kt 2007)

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

10

mitybos režimas bei dirvožemio drėgnis ir poringumas būtų optimalūs Gilus purenimas

naudojamas ne kiekvienais metais nes sunaudojama daug energijos ekonominių ir laiko išteklių

Gilesnius kaip 30ndash 50 cm sluoksnius purenti patartina kas 3ndash5 metus Giluminis purentuvas

pavaizduotas 13 pav (Bogužas ir kt 2013)

13 pav Giluminis purentuvas bdquoAgrisem cultiplow goldldquo1 ndash rėmas 2 ndash noragas 3 ndash

volas (agrisem 2014)

Frezavimas skirtas sekliai supurenti dirvos paviršių susmulkinti augalų dalis bei įterpti jas į

dirvą Ši dirbimo technologija vienu važiavimu paruošia dirvą sėjai Galima montuoti kartu su

sėjamosiomis arba atskirai Tai mažo našumo didelių energetinių sąnaudų reikalaujantys

labiausiai dirvožemio struktūrą gadinantys padargai todėl retai naudojami tačiau ten kur per

trumpą laiko tarpą reikia paruošti dirvą ir susmulkinti augalų likučius Labai populiarus žemės

dirbimo būdas sodininkystėje ir daržininkystėje (Bogužas ir kt 2013)

14 pav Horizontalaus veleno žemės dirbimo freza bdquoBometldquo 1 ndash rėmas 2 ndash peilis 3 ndash

velenas (romudava 2014)

Dirvos lyginimas atliekamas norint sulyginti nelygumus ir sutrupinti grumstus Neišlyginus

dirvos paviršiaus įdubimų kuriuose pavasarį tirpstant sniegui atsiranda balos ir užmirksta pasėliai

11

bei ganyklos Paviršiaus nelygumai mažina darbo našumą žemė įdirbama blogiau netolygiai

išbarstomos trąšos bei sėjos metu nevienodai įterpiama sėkla ko pasekoje nevienodai auga pasėlis

Dirvos lyginamos taip kad vandens perteklius galėtų laisvai nutekėti arba pasisikirstytų dirvos

paviršiuje ir susigertų į dirvą (Bogužas ir kt 2013)

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga

Žemės dirbimas be verstuvinio plūgo Europoje platesni užmojį įgavo nuo XX a vidurio kai

buvo susintetintas visuotinio veikimo herbicidas parakvatas Lietuvoje toks žemės dirbimas

pradėtas propaguoti tik baigiantis XX šimtmečiui nes trūko mokslinių tyrimų ir praktinės patirties

trukdė agroekologinės bei socialinės ir ekonominės sąlygos herbicidų stoka vėlyvas specialių

padargų atsiradimas rinkoje ir aukštos jų kainos

Patirtis rodo kad žemės ūkio augalų derlius ne visada priklauso nuo žemės dirbimo

intensyvumo Piktžolėms naikinti taikomą gilųjį arimą pakeitė herbicidai naikinantys piktžoles

geriau ir pigiau negu arimas plūgu Platus herbicidų naudojimas leidžia ne tik sumažinti arimo

gylį bet ir visai atsisakyti armens vartymo Arimo metu vykstančius technologinius procesus -

purenimą maišymą trąšų įterpimą gali atlikti purenamieji padargai Po arimo augalų šaknų

vystymosi dirvožemio biologinio aktyvumo bei dirvožemio struktūros susidarymo procesai

lėčiausi o įdirbus kultivatoriumi strėliniais noragėliais gaunamas geriausias efektas

Padargai galintys pakeisti verstuvinį arimą yra skutikai (12 pav) gerai pakertantys

daugiamečių piktžolių šaknis ir kartu purenantys bei maišantys tik viršutinį dirvos sluoksnį

Noraginiame skutike už noragėlių sumontuoti sferiniai diskai kurie sumaišo šį sluoksnį su

šiaudais bei kitomis augalų liekanomis (Bogužas ir kt 2013)

Beariminė žemės dirbimo technologija populiarėja dėl mažų energijos ir laiko sąnaudų

kurios ypatingai svarbios nuimant derlių Dar viena priežastis kodėl populiarėja šis žemės dirbimo

būdas yra remiamas Europos sąjungos Už žiemoti paliktas ražienas jas minimaliai įdirbus

ūkininkas gauna išmokas (mano ūkis 2014) Nustatyta kad atlikus lengvą dirvos paviršiaus

kultivavimą ar taikant tiesioginę sėją ndash gausūs krituliai mažiau ardo dirvožemio struktūrą mažėja

dirvožemio erozija kartu ir mitybos elementų nuostoliai išsiplovimo metu (Husnjak ir kt 2002)

Taikant beariminę žemės dirbimo technologiją dirva įdirbama sekliai 5ndash10 cm gyliu Šio

dirbimo metu supurenami viršutiniai dirvos sluoksniai tačiau gilesni sluoksniai yra nekliudomi ir

dar labiau suspaudžiami Toks dirvos suspaudimas turi neigiamą įtaką sėklų dygimui jų šaknų

vystymuisi ir derliui bei jo kokybei kadangi javams sunku pasisavinti reikalingas medžiagas iš

dirvos(Fuentes ir kt 2004)

12

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio

Dirbant žemę traktorius traukia žemės dirbimo agregatus Reikalinga traktoriaus galia

priklauso nuo dirbimo pobūdžio atliekant giluminį purenimą reikalingi didesnės galios traktoriai

voluojant ndash atvirščiai mažesnės galios Didelė dalis naudojamos traktoriaus galios priklauso nuo

dirbimo gylio 15 pav pateikiama traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio Paveikslėlyje

pavaizduota žemės dirbimo darbines dalis (PN ndash pirmoje eilėje esančio noragėlio AN ndash antroje

esančio noragėlio ir A ndash kaltinio noragėlio antgalio) veikianti traukos jėga Bandymo metu dirbama

priemolio dirva buvo įdirbama 9 kmh-1 greičiu Paveikslėlyje aiškiai matoma kad darbo dalims

dirbant 10 cm gyliu traukos jėga siekia 1 kN Padidėjus darbiniui gyliui iki 20 cm pirmosios eilės

noragėliui (PN) traukti reikia 5 kN traukos jėgos antros eilės noragėliui (AN) traukti reikia 4 kN

jėgos kaltinio noragėlio antgaliui reikalinga 3 kN traukos jėga

15 pav Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio įdirbant žemę PN ndash pirminiais

noragėliais AN ndash antriniais noragėliais A ndash akėčvirbalio antgaliais PAN ndash pirminiais ir

antriniais noragėliais (prognozuojama jėga) (ASAE 1980)

Punktyrinės kreivės 15 pav rodo nustatytą Amerikos žemės ūkio inžinerijos draugijos

(ASAE) traukos jėgos priklausomybę nuo darbinio gylio Grafike matoma kad ASAE

apskaičiuota traukos jėga yra 10 mažesnė už tyrimo metu gautą pirmosios eilės noragėlį (PN)

13

veikiančią jėgą ir 19 didesnė už antrosios eilės noragėlį (AN) veikiančią jėgą bei 26 didesnė

už akėčvirbalio noragėlį veikiančią traukos jėgą

Didėjant darbiniam gyliui taip pat didėja traukos jėga o tarp darbinių dalių atsiranda didesnis

reikalingos traukos jėgos skirtumas (Kiss ir kt 1981)

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui

Dirvos kietumas yra vienas iš pagrindinių rodiklių norint gauti didesnį derlių Gilesniuose

sluoksniuose dirvos kietumas didėja todėl didėja ir reikalinga traktoriaus traukos jėga įdirbant

žemę Turkijoje (Boydas ir kt 2007) priemolio dirvoje buvo atlikti bandymai ir stebimas dirvos

kietumas įdirbus ją įvairiais agregatais 16 pav pavaizduotos pagrindinės šių agregatų darbinės

dalys verstuvinis plūgas plūgas su juostine verstuve diskinis skutikas sunkusis kultivatorius su

spyruokliniais akėčvirbaliais Prie šių agregatų taip pat buvo montuojamas ardelinis volas Visais

žemės dirbimo atvejais dirva buvo įdirbama 20 cm gyliu (Boydas ir kt 2007)

16 pav Dirvos dirbimo bandymo metu naudotos dirvos dirbimo dalys a ndash plūgo

cilindrinė verstuvė b ndash plūgo juostinė verstuvė c ndash diskinio skutiko diskas d ndash sunkiojo

kultivatoriaus noragėlis e ndash ardelinis volas naudotas kartu su verstuviniu plūgu plūgu juostine

verstuve ir diskiniu skutiku f ndash ardelinis volas naudotas su spyruokliniu akėčvirbaliu (Boydas ir

kt 2007)

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

11

bei ganyklos Paviršiaus nelygumai mažina darbo našumą žemė įdirbama blogiau netolygiai

išbarstomos trąšos bei sėjos metu nevienodai įterpiama sėkla ko pasekoje nevienodai auga pasėlis

Dirvos lyginamos taip kad vandens perteklius galėtų laisvai nutekėti arba pasisikirstytų dirvos

paviršiuje ir susigertų į dirvą (Bogužas ir kt 2013)

12 Beariminis žemės dirbimas ir įranga

Žemės dirbimas be verstuvinio plūgo Europoje platesni užmojį įgavo nuo XX a vidurio kai

buvo susintetintas visuotinio veikimo herbicidas parakvatas Lietuvoje toks žemės dirbimas

pradėtas propaguoti tik baigiantis XX šimtmečiui nes trūko mokslinių tyrimų ir praktinės patirties

trukdė agroekologinės bei socialinės ir ekonominės sąlygos herbicidų stoka vėlyvas specialių

padargų atsiradimas rinkoje ir aukštos jų kainos

Patirtis rodo kad žemės ūkio augalų derlius ne visada priklauso nuo žemės dirbimo

intensyvumo Piktžolėms naikinti taikomą gilųjį arimą pakeitė herbicidai naikinantys piktžoles

geriau ir pigiau negu arimas plūgu Platus herbicidų naudojimas leidžia ne tik sumažinti arimo

gylį bet ir visai atsisakyti armens vartymo Arimo metu vykstančius technologinius procesus -

purenimą maišymą trąšų įterpimą gali atlikti purenamieji padargai Po arimo augalų šaknų

vystymosi dirvožemio biologinio aktyvumo bei dirvožemio struktūros susidarymo procesai

lėčiausi o įdirbus kultivatoriumi strėliniais noragėliais gaunamas geriausias efektas

Padargai galintys pakeisti verstuvinį arimą yra skutikai (12 pav) gerai pakertantys

daugiamečių piktžolių šaknis ir kartu purenantys bei maišantys tik viršutinį dirvos sluoksnį

Noraginiame skutike už noragėlių sumontuoti sferiniai diskai kurie sumaišo šį sluoksnį su

šiaudais bei kitomis augalų liekanomis (Bogužas ir kt 2013)

Beariminė žemės dirbimo technologija populiarėja dėl mažų energijos ir laiko sąnaudų

kurios ypatingai svarbios nuimant derlių Dar viena priežastis kodėl populiarėja šis žemės dirbimo

būdas yra remiamas Europos sąjungos Už žiemoti paliktas ražienas jas minimaliai įdirbus

ūkininkas gauna išmokas (mano ūkis 2014) Nustatyta kad atlikus lengvą dirvos paviršiaus

kultivavimą ar taikant tiesioginę sėją ndash gausūs krituliai mažiau ardo dirvožemio struktūrą mažėja

dirvožemio erozija kartu ir mitybos elementų nuostoliai išsiplovimo metu (Husnjak ir kt 2002)

Taikant beariminę žemės dirbimo technologiją dirva įdirbama sekliai 5ndash10 cm gyliu Šio

dirbimo metu supurenami viršutiniai dirvos sluoksniai tačiau gilesni sluoksniai yra nekliudomi ir

dar labiau suspaudžiami Toks dirvos suspaudimas turi neigiamą įtaką sėklų dygimui jų šaknų

vystymuisi ir derliui bei jo kokybei kadangi javams sunku pasisavinti reikalingas medžiagas iš

dirvos(Fuentes ir kt 2004)

12

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio

Dirbant žemę traktorius traukia žemės dirbimo agregatus Reikalinga traktoriaus galia

priklauso nuo dirbimo pobūdžio atliekant giluminį purenimą reikalingi didesnės galios traktoriai

voluojant ndash atvirščiai mažesnės galios Didelė dalis naudojamos traktoriaus galios priklauso nuo

dirbimo gylio 15 pav pateikiama traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio Paveikslėlyje

pavaizduota žemės dirbimo darbines dalis (PN ndash pirmoje eilėje esančio noragėlio AN ndash antroje

esančio noragėlio ir A ndash kaltinio noragėlio antgalio) veikianti traukos jėga Bandymo metu dirbama

priemolio dirva buvo įdirbama 9 kmh-1 greičiu Paveikslėlyje aiškiai matoma kad darbo dalims

dirbant 10 cm gyliu traukos jėga siekia 1 kN Padidėjus darbiniui gyliui iki 20 cm pirmosios eilės

noragėliui (PN) traukti reikia 5 kN traukos jėgos antros eilės noragėliui (AN) traukti reikia 4 kN

jėgos kaltinio noragėlio antgaliui reikalinga 3 kN traukos jėga

15 pav Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio įdirbant žemę PN ndash pirminiais

noragėliais AN ndash antriniais noragėliais A ndash akėčvirbalio antgaliais PAN ndash pirminiais ir

antriniais noragėliais (prognozuojama jėga) (ASAE 1980)

Punktyrinės kreivės 15 pav rodo nustatytą Amerikos žemės ūkio inžinerijos draugijos

(ASAE) traukos jėgos priklausomybę nuo darbinio gylio Grafike matoma kad ASAE

apskaičiuota traukos jėga yra 10 mažesnė už tyrimo metu gautą pirmosios eilės noragėlį (PN)

13

veikiančią jėgą ir 19 didesnė už antrosios eilės noragėlį (AN) veikiančią jėgą bei 26 didesnė

už akėčvirbalio noragėlį veikiančią traukos jėgą

Didėjant darbiniam gyliui taip pat didėja traukos jėga o tarp darbinių dalių atsiranda didesnis

reikalingos traukos jėgos skirtumas (Kiss ir kt 1981)

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui

Dirvos kietumas yra vienas iš pagrindinių rodiklių norint gauti didesnį derlių Gilesniuose

sluoksniuose dirvos kietumas didėja todėl didėja ir reikalinga traktoriaus traukos jėga įdirbant

žemę Turkijoje (Boydas ir kt 2007) priemolio dirvoje buvo atlikti bandymai ir stebimas dirvos

kietumas įdirbus ją įvairiais agregatais 16 pav pavaizduotos pagrindinės šių agregatų darbinės

dalys verstuvinis plūgas plūgas su juostine verstuve diskinis skutikas sunkusis kultivatorius su

spyruokliniais akėčvirbaliais Prie šių agregatų taip pat buvo montuojamas ardelinis volas Visais

žemės dirbimo atvejais dirva buvo įdirbama 20 cm gyliu (Boydas ir kt 2007)

16 pav Dirvos dirbimo bandymo metu naudotos dirvos dirbimo dalys a ndash plūgo

cilindrinė verstuvė b ndash plūgo juostinė verstuvė c ndash diskinio skutiko diskas d ndash sunkiojo

kultivatoriaus noragėlis e ndash ardelinis volas naudotas kartu su verstuviniu plūgu plūgu juostine

verstuve ir diskiniu skutiku f ndash ardelinis volas naudotas su spyruokliniu akėčvirbaliu (Boydas ir

kt 2007)

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

12

13 Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio

Dirbant žemę traktorius traukia žemės dirbimo agregatus Reikalinga traktoriaus galia

priklauso nuo dirbimo pobūdžio atliekant giluminį purenimą reikalingi didesnės galios traktoriai

voluojant ndash atvirščiai mažesnės galios Didelė dalis naudojamos traktoriaus galios priklauso nuo

dirbimo gylio 15 pav pateikiama traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio Paveikslėlyje

pavaizduota žemės dirbimo darbines dalis (PN ndash pirmoje eilėje esančio noragėlio AN ndash antroje

esančio noragėlio ir A ndash kaltinio noragėlio antgalio) veikianti traukos jėga Bandymo metu dirbama

priemolio dirva buvo įdirbama 9 kmh-1 greičiu Paveikslėlyje aiškiai matoma kad darbo dalims

dirbant 10 cm gyliu traukos jėga siekia 1 kN Padidėjus darbiniui gyliui iki 20 cm pirmosios eilės

noragėliui (PN) traukti reikia 5 kN traukos jėgos antros eilės noragėliui (AN) traukti reikia 4 kN

jėgos kaltinio noragėlio antgaliui reikalinga 3 kN traukos jėga

15 pav Traukos jėgos priklausomybė nuo darbinio gylio įdirbant žemę PN ndash pirminiais

noragėliais AN ndash antriniais noragėliais A ndash akėčvirbalio antgaliais PAN ndash pirminiais ir

antriniais noragėliais (prognozuojama jėga) (ASAE 1980)

Punktyrinės kreivės 15 pav rodo nustatytą Amerikos žemės ūkio inžinerijos draugijos

(ASAE) traukos jėgos priklausomybę nuo darbinio gylio Grafike matoma kad ASAE

apskaičiuota traukos jėga yra 10 mažesnė už tyrimo metu gautą pirmosios eilės noragėlį (PN)

13

veikiančią jėgą ir 19 didesnė už antrosios eilės noragėlį (AN) veikiančią jėgą bei 26 didesnė

už akėčvirbalio noragėlį veikiančią traukos jėgą

Didėjant darbiniam gyliui taip pat didėja traukos jėga o tarp darbinių dalių atsiranda didesnis

reikalingos traukos jėgos skirtumas (Kiss ir kt 1981)

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui

Dirvos kietumas yra vienas iš pagrindinių rodiklių norint gauti didesnį derlių Gilesniuose

sluoksniuose dirvos kietumas didėja todėl didėja ir reikalinga traktoriaus traukos jėga įdirbant

žemę Turkijoje (Boydas ir kt 2007) priemolio dirvoje buvo atlikti bandymai ir stebimas dirvos

kietumas įdirbus ją įvairiais agregatais 16 pav pavaizduotos pagrindinės šių agregatų darbinės

dalys verstuvinis plūgas plūgas su juostine verstuve diskinis skutikas sunkusis kultivatorius su

spyruokliniais akėčvirbaliais Prie šių agregatų taip pat buvo montuojamas ardelinis volas Visais

žemės dirbimo atvejais dirva buvo įdirbama 20 cm gyliu (Boydas ir kt 2007)

16 pav Dirvos dirbimo bandymo metu naudotos dirvos dirbimo dalys a ndash plūgo

cilindrinė verstuvė b ndash plūgo juostinė verstuvė c ndash diskinio skutiko diskas d ndash sunkiojo

kultivatoriaus noragėlis e ndash ardelinis volas naudotas kartu su verstuviniu plūgu plūgu juostine

verstuve ir diskiniu skutiku f ndash ardelinis volas naudotas su spyruokliniu akėčvirbaliu (Boydas ir

kt 2007)

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

13

veikiančią jėgą ir 19 didesnė už antrosios eilės noragėlį (AN) veikiančią jėgą bei 26 didesnė

už akėčvirbalio noragėlį veikiančią traukos jėgą

Didėjant darbiniam gyliui taip pat didėja traukos jėga o tarp darbinių dalių atsiranda didesnis

reikalingos traukos jėgos skirtumas (Kiss ir kt 1981)

14 Dirvos dirbimo padargų įtaka dirvos kietumui

Dirvos kietumas yra vienas iš pagrindinių rodiklių norint gauti didesnį derlių Gilesniuose

sluoksniuose dirvos kietumas didėja todėl didėja ir reikalinga traktoriaus traukos jėga įdirbant

žemę Turkijoje (Boydas ir kt 2007) priemolio dirvoje buvo atlikti bandymai ir stebimas dirvos

kietumas įdirbus ją įvairiais agregatais 16 pav pavaizduotos pagrindinės šių agregatų darbinės

dalys verstuvinis plūgas plūgas su juostine verstuve diskinis skutikas sunkusis kultivatorius su

spyruokliniais akėčvirbaliais Prie šių agregatų taip pat buvo montuojamas ardelinis volas Visais

žemės dirbimo atvejais dirva buvo įdirbama 20 cm gyliu (Boydas ir kt 2007)

16 pav Dirvos dirbimo bandymo metu naudotos dirvos dirbimo dalys a ndash plūgo

cilindrinė verstuvė b ndash plūgo juostinė verstuvė c ndash diskinio skutiko diskas d ndash sunkiojo

kultivatoriaus noragėlis e ndash ardelinis volas naudotas kartu su verstuviniu plūgu plūgu juostine

verstuve ir diskiniu skutiku f ndash ardelinis volas naudotas su spyruokliniu akėčvirbaliu (Boydas ir

kt 2007)

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

14

Dirvos įdirbtos trimis skirtingais darbiniais greičiais 125 ms-1 (45 kmh-1) 15 ms-1

(54 kmh-1) ir 175 ms-1 (63 kmh-1) greičiu Šiais agregatais įdirbus dirvą kietmačiu

išmatuojamas jos kietumas (17 pav) Vienoje pusėje pateikiami dirvos kietumai prieš sėją įdirbus

žemę kitoje pusėje pateikiamas dirvos kietumas po sėjos Po sėjos visuose grafikuose matomas

dirvos kietumo padidėjimas taip yra dėl jos suspaudimo sėjant (Boydas ir kt 2007)

17 pav Dirvos kiečio priklausomybė nuo dirvos dirbimo būdo skirtingais greičiais po

įdirbimo ir po sėjos VP ndash verstuvinis plūgas VPV ndash verstuvinis plūgas ir ardelinis volas PJV ndash

plūgas su juostine verstuve PJVV ndash plūgas juostine verstuve su ardeliniu volu DS ndash diskinis

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

15

skutikas DSV ndash diskinis skutikas su ardeliniu volu SK ndash sunkusis kultivatorius SKV ndash sunkusis

kultivatorius su volu (Boydas ir kt 2007)

Šio bandymo atveju nustatyta kad darbinis greitis turi nedidelę įtaką dirvos kiečiui po

įdirbimo Po sėjos atlikus kietumo matavimą matomi įvairesni rezultatai dirvą dirbant 175 ms-1

(63 kmh-1) greičiu Vienus iš geresnių rezultatų parodė dirvos įdirbimas diskiniu skutiku su

ardeliniu volu (Boydas ir kt 2007)

15 Dirvos pjovimo noragėliu modelis

Dirbant noragėliais dirvą jo judėjimui priešinasi dirva Priklausomai nuo noragėlio pločio

dirva gali prasiskirti judant noragėliui arba judėti noragėlio paviršiumi 18 pav pavaizduota

noragėlio pjaunama dirvos riekė Šiame modelyje nepaisoma judėjimo greičio

18 pav Dirvos judėjimo plokščiu peiliu schema (Singh S 1997)

Pasak Terzaghi (1943) teorijos jėga reikalinga noragėliu pjauti dirvą apskaičiuojama

(Kushwaha ir kt 2003)

wqdNcdNNgdP qc )( 2 (1)

čia γ ndash dirvos tankis kgm-3

g ndash laisvojo kritimo pagreitis ms-2

d ndash darbinis gylis m

Nγ NcNq ndash veiksniai lemiantys dirvos trinties savybes dirvos geometriją ir dirvos atsparumą

noragėlio ardymui

c ndash dirvos sukibimas (kohezija) Nm-2

q ndash dirvos paviršių veikiantis slėgis Nm-2

w ndash noragėlio plotis m

Norint sužinoti reikalingą traukos jėgą noragėliui yra sukurta daug modelių Vienas jų

MckyesndashAli modelis (Kushwaha ir kt 2003) sukurtas 1977 metais Šis modelis (19 pav) panašus

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

16

į Godwinlsquoo ir Spoorlsquoo modelį Abiem atvejais priimta kad dirvą pjauna noragėlis lygiu paviršiumi

tam tikru kampu ir nepaisoma judėjimo greičio Modeliai skiriasi dirvos riekės pjovimu noragėlio

pabaigoje MckyesndashAli modelyje dirvos riekė ties noragėlio viršūne atpjaunama tiesiai (Mckyes

ir kt 1977)

19 pav MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelis (Mckyes ir kt 1977)

Pagal MckyesndashAli dirvos pjovimo noragėliu modelį traukos jėgos atstojamoji H

apskaičiuojama (Mckyes ir kt 1977)

cot)sin())(( 2 dwCswqdNdNCcdNNgdH aqcac (2)

čia Ca ndash dirvos ndash metalo sukibimas (adhezija) Nm-2

s ndash trupinamos dirvos plotis į šonus m

α ndash noragėlio posvyrio kampas

δ ndash dirvos ndash metalo trinties kampas

β ndash dirvos pleišto kampas

Trupinamos dirvos plotis į šonus s apskaičiuojamas

2

1

2 ))cot(1(sinr

drrs

(3)

SwickndashPerupralm sukūrė modelį įvertinantį noragėlio deformuojamos dirvos į šonus

kampą 110 pav pavaizduotas kampas η

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

17

110 pav SwickndashPerupralm dirvos pjovimo noragėliu schema (Mckyes ir kt 1977)

Kampas η paskaičiuojamas pagal formulę (Kushwaha ir kt 2003)

r

r )09040460036(sin 1

(4)

Išsiaiškinus dirbamos dirvos judėjimą noragėlio paviršiumi sužinoma kaip dyla darbinis

paviršius kontakto su dirva zonoje kokios jėgos veikiančios Žinant šiuos veiksnius pagal norimą

žemės įdirbimo būdą pasirenkami noragėliai Šiems noragėliams sukuriama forma pagal kurią

nudilimas sumažėtų traktoriaus galios poreikis bei degalų sąnaudos ndash minimalios

16 Žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimas

Žemės dirbimo agregatų dalių nudilimas priklauso nuo (GuulndashSimonsen ir kt 2002)

darbinės dalies terminio apdirbimo ir jų formos

darbinės dalies darbo sąlygų (darbinio paviršiaus sąlyčio ploto su dirva darbo

greičio arimo gylio dirvos kiečio)

jėgos tarp dirvos ir darbinės dalies paviršiaus ploto

dirvos drėgmės

dirvoje esančių abrazyvinių dalelių kietumo formos ir jų dydžio

dirvos tankio ir kitų mechaninių dirvos savybių

aplinkos veiksnių ir oro sąlygų

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

18

Išvardinti faktoriai įtakojantys darbo dalių nudilimą susiję su dirvos sudėtimi bei darbinių

dalių konstrukcija Pagrindinė galimybė sumažinti nudilimą yra darbinio paviršiaus kietinimas

tačiau nereikia pamirši kad didelį kietumą turinčios dalys yra trapios

Kasmet pasaulyje ir Lietuvoje įdirbama tūkstančiai hektarų Tyrimai parodė kad išvystytos

pramonės valstybėse dėl dilimo patiriami nuostoliai sudaro iki 4 bendrojo vidaus produkto

(Jankauskas ir kt 2011) 2014 metais Lietuvos BVP siekė 4593 milijardo JAV dolerių

(trading economics 2015) Todėl realūs dilimo sukeliami nuostoliai Lietuvoje sudaro kiek

daugiau nei 18 milijardo JAV dolerių

Turkijoje atlikti tyrimai parodė kad didžiausias nudilimas yra dirvą ariant plūgu

90ndash 210 gha- 1 Antroje vietoje kultivatoriaus noragėlių nudilimas 60ndash120 gha- 1 akėčvirbalių

nudilimas siekia 30ndash70 gha- 1 (Ulusoy E 1981) Giluminio purentuvo nudilimas siekia

23ndash 40 gha- 1 (Bayhan ir kt 1997)

Vienas iš būdų atnaujinti žemės dirbimo detalių paviršių yra apvirinimas glaistytaisiais

elektrodais Turkijos mokslininkai atliko apvirintų paviršių atsparumo dilimui priemolyje Jų

bandymo objektas buvo 4 giluminio purentuvo noragėliai (111 pav) Vienas jų standartinis kitų

paviršiai apvirinti glaistytais elektrodais Apvirinus paviršių kietumas siekė 50 35 3 HRC

Standartinio noragėlio kietumas ndash 05 HRC Apvirinimo elektrodai pasirinkti dėl jų atsparumo

dilimui ir santykinai nedidelės kainos (Bayhan Y 2006)

111 pav Noragėlių nudilmas (Bayhan Y 2006)

Laboratorinio bandymo metu noragėliai įdirbo 3 km darbo kelią (112 pav) Diagramoje

pateiktas noragėlių santykinis nudilimas į hektarą

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

19

112 pav Noragėlių nudilimas (Bayhan Y 2006)

Galima pastebėti kad didelę įtaką dilimo atsparumui turi paviršiaus kietumas Standartinis

noragėlis kurio kietumas yra 05 HRC nudilo labiausiai Geriausią rezultatą parodė didžiausio

kietumo apvirintas noragėlis (50 HRC)

Atlikti dilimo tyrimai Varmijos universitete Lenkijoje norint palyginti bdquoKvernelandldquo

noragėlius ir kitus apvirintus glaistytaisiais elektrodais (Napiorkowski ir kt 2011) Noragėlių

cheminės sudėtys buvo panašios Glaistytų elektrodų sudėtyje daugiau nei 20 masės sudarė

chromas Bandymo rezultatai pateikti 113 pav

113 pav bdquoKvernelandldquo noragėlio ir kitų apvirintų glaistytaisiais elektrodais nudilimas

(Napiorkowski ir kt 2011)

Bandymo metu paviršių darbo kelias lygus 10 km Abrazyvinė aplinka smėlingas lengvas

priemolis Naudoti glaistytieji elektrodai bdquoAbradur 64ldquo (7 C 17 Mn 242 Cr) bdquoEstelMn60ldquo

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

20

(44 C 482 Mn 168 Si 296 Cr) bdquoEstelMoNb60ldquo (511 C 102 Mn 146 Si 219

Cr 7 Nb) (Napiorkowski ir kt 2011) Iš bandymo rezultatų matyti kad mažiausiai nudilo

medžiaga bdquoAbradur 64ldquo Šia medžiaga apvirinto paviršiaus kietumas buvo didžiausias

Čekijoje buvo atlikti tyrimai aplydant plūgo norago paviršių Šių tyrimų metu noragai

apvirinti (114 pav) glaistytaisiais elektrodais kurių legiruojantieji elementai yra chromas ir

volframas Bandymas atliktas smėlingoje priemolio dirvoje skirtingais 10 ir 23 dirvos

drėgnumais Darbinis gylis buvo lygus 20 cm o darbinis greitis 11 kmh-1 (Hrabe ir kt 2013)

114 pav Norago stiprinimo schema (Hrabe ir kt 2013)

Linijos (114 pav) rodo užvirintas siūles stiprinant norago paviršių Pagal gautus rezultatus

(116 pav) matyti kad mažiausiai nudilo noragas apvirintas elektrodais turinčiais volframo

sudėtyje (8) M0 kodu pažymėto bandynio nestiprintas jokiais elektrodais

115 pav Glaistytais elektrodais apvirintų noragų nudilimas (Hrabe ir kt 2013)

115 pav pateikti bandymo rezultatai įdirbant dirvą skirtingoje drėgmėje Visais atvejais

dirvos drėgmė sumažino norago nudilimą 116 pav pateikta tyrimų metu užlydyto metalo masė

ir jo savikaina (Hrabe ir kt 2013)

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

21

116 pav Glaistytaisiais elektrodais apvirintų noragų užlydyto metalo masė ir kaina

(Hrabe ir kt 2013)

Norago kodas M0 nebuvo apvirinamas todėl nerodoma kaina ir masė M3 medžiaga buvo

atspariausia dilimui tačiau užlydo metalo masė buvo didžiausia tarp tirtųjų Pagal šio tyrimo

duomenis galima pasirinkti optimaliausią ir priimtiniausią kainos ir kokybės santykį

17 Žemės dirbimo padargų apvirintų sluosknių įtaka atsparumui dilimui

Padargo dalies atsparumas dilimui priklauso ne tik nuo užvirinto sluoksnio kietumo bet ir

nuo šio sluoksnio storio Slovakijos žemės ūkio universitete atlikti tyrimai norint išssiaiškinti

užvirintų sluoksnių atsparumą dilimui Atlikti laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai į

įtvirtintą abrazyvą Tyrimams paruošti bandiniai užvirinant ant plieno 12 01420 (steel 12 01420)

vieną du ir tris glaistytųjų elektrodų sluoksnius Visų bandomų elektrodų sudėtyje yra anglies (C)

mangano (Mn) chromo (Cr) silicio (Si) kai kuriuose molibdeno (Mo) vanadžio (V) ir boro (B)

(Kotus ir kt 2013)

Bandyme pateikta užvirintų sluosknių išlydyto metalo masė Pastebima kad visų bandinių

pirmojo sluoksnio masė yra didžiausia Užvirinant kitus sluoksnius išlydyto metalo masė mažėja

117 pav pateikta užvirinto pirmojo sluoksnio atsparumas dilimui kuris apskaičiuojamas

kaip santykis plieno 12 01420 (etalonas) nudilimo ir elektrodais apvirinto bandinio nudilimas

taip pat pateiktas pirmojo sluoksnio visų bandomų elektrodų kietumas

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

22

117 pav Pirmojo užvirinto sluoksnio atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas (Kotus ir

kt 2013)

118 pav matyti kad užvirinus antrą sluoksnį padidėja bandinių kietumas ir nežymiai

padidėja atsparumas dilimui

118 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus du sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

119 pav parodytas atsparumas dilimui ir bandinių kietumas užvirinus tris sluoksnius Šių

bandinių kietumas yra didžiausias iš visų bandytų sluosksnių todėl ir jų astparumas dilimui yra

didesnis

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

23

119 pav Atsparumas dilimui ir sluoksnio kietumas užvirinus tris sluoksnius (Kotus ir kt

2013)

Iš pateiktų grafikų matyti kad vienas užvirintas papildomas sluoksnis padidina 30ndash40

kietumo vienetų Dėl to padidėja tiriamo paviršiaus atsparumas dilimui (Kotus ir kt 2013)

18 Informacijos šaltinių apibendrinimas

Atlikus literatūros šaltinių analizę išsiaiškinta kad darbo dalių dilimas dirvoje sukuria

didelius nuostolius kurie gali siekti net 4 šalies bendrojo vidaus produkto Norint sumažinti

išlaidas pirmiausia reikia išsiaiškinti kaip vyksta judėjimas noragėlio paviršiumi ir veikiančiasias

jėgas Tai išsiaiškinus galima parinkti tam tikrą darbinės dalies formą kuri leistų ne tik sumažinti

dilimą bet ir degalų sąnaudas Nagrinėtoje literatūroje pastebėta kad dirbant didžiausiame gylyje

noragėlius reikalinga didesnė traukos jėga dėl didėjančios pasipriešinimo jėgos kuri veikia

darbinius paviršius taip didindama dilimo nuostolius Ypatingą reikšmę darbinio paviršiaus

nudilimui turi dirvos sudėtis

Apžvelgus atliktus bandymus matyti kad laboratorinių bandymų metu gaunami rezultatai

yra geresni nei lauko sąlygomis Tai yra dėl drėgmės atsirandačios po lietaus nepastovios dirvos

sudėties bei dirvoje esančių akmenų kurie gali žymiai padidinti darbinių dalių nudilimus ir

laboratorinio tyrimo metu suteikiamų idealių sąlygų

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

24

2 TYRIMŲ TIKSLAS IR UŽDAVINIAI

21 Tyrimų tikslas

Ištirti žemės dirbimo noragų apvirintus sluoksnius gautus komerciniais ir specialiaisiais

elektrodais (su skirtingo grūdėtumo volframo karbidu) atsparumą abrazyviniam dilimui

laboratorinėmis bei gamybinėmis sąlygomis

22 Tyrimų uždaviniai

Ištirti pasirinktomis komercinėmis (apvirinimo elektrodais ir elektrodine viela) bei

sukurtomis UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų noragų sluoksnių kietumą

Atlikti laboratorinius apvirintų noragų sluoksnių atsparumo dilimui bandymus

Atlikti dirvos purentuvo noragų apvirintų tiriamosiomis medžiagomis bandymus

gamybinėmis sąlygomis

Ištirti volframo karbido grūdėtumo apvirinto norago sluoksnyje įtaką abrazyviniam

dilimui

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

25

3 TYRIMŲ METODIKA

31 Laboratorinių tyrimų metodika

Laboratoriniai apvirintų noragų sluoksnių tyrimai atlikti galimai tiksliai sudarant panašias

sąlygas į žemės dirbimo įrangos darbo sąlygas Apvirinti sluoksniai tiriami šiais tyrimais

dilimas kai abrazyvinės dalelės patenka tarp dviejų kūnų (ASTM G65-94)

kietumo matavimas (Rokvelo kietmatis)

Abrazyvinio dilimo bandymas (31 pav) atliekamas abrazyvinėms dalelėms patenkant tarp

dviejų kūnų Bandymo metu 229 mm skersmens guma padengtas plieninis diskas sukasi 200 min-

1 greičiu trinasi į bandinį Bandinio ir gumos kontakto vietoje patenka kvarcinis smėlis (SiO2)

kurio kietumas siekia 800-1100 HV Arbazyvo grūdeliai yra 250-400 μm skersmens Kvarcinio

smėlio srautas 300 gmin-1 bandymo trukmė 20 min Bandinys apkrautas 130 N apkrova

Bandymo metu abrazyvinės dalelės patekusios tarp gumos ir bandinio paviršiaus ardo bandinio

paviršių savo aštriomis briaunomis įsirėždamos į jo paviršių ir atpjaudamos mikroskopines daleles

31 pav Abrazyvinio dilimo tyrimo bandymo schema 1ndashguma padengtas plieninis

diskas 2ndashabrazyvo tiekimo kanalas 3ndashbandinys 4ndashapkrova 5ndashabrazyvas (Reibrad-Verfahren

1994)

Bandinių kietumas matuotas Rokvelo kietmačiu (KDCndash4524) Šiuo būdu į bandinio paviršių

yra įspaudžiamas kūgio formos įspaudas Bandinio paviršiuje padaromi 5 matavimai skirtingose

vietose Iš gautų rezultatų apkaičiuojamas vidurkis

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

26

32 Gamybiniai apvirintų noragų atsparumo dilimui tyrimai

Dirvos noragų tyrimas atliktas 2013 m rugpjūčio mėn vidurio Lietuvoje 600 ha dirbamos

žemės ūkininko EGikniaus ūkyje Tyrimas atliktas žemės dirbimo padargu bdquoKockerlingldquo

Padargas tempiamas 170 AG traktoriumi bdquoValtra T170ldquo (32 ir 33 pav) Darbo greitis yra

10 km∙h- 1 Vyraujantis šiose apylinkėse dirvos tipas yra išplautžemiai ir rudžemiai o dirvos

sudėtis smėlingas lengvas priemolis (Volungevičius ir kt 2012)

32 pav Traktorius bdquoValtra T170ldquo ir žemės dirbimo padargas Kockerling

33 pav Žemės dirbimo padargas Kockerling

Žemę įdirba 13 noragų išdėstytų dvejomis eilėmis 80 cm atstumu vienas nuo kito tačiau

antros eilės noragai įmontuoti taip kad įdirbtų žemę tarpe tarp pirmos eilės dviejų noragų (34

pav)

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

27

34 pav Noragų išdėstymo schema (vaizdas iš viršaus)

Noragas žemę įdirba apie 250plusmn5 mm gyliu Žemės dirbimo gylis dirbamoje dirvoje

nustatomas sustabdant padargą darbo metu ir atkasant noragą Po to išmatuojamas atstumas nuo

norago žemiausio antgalio taško iki žemės paviršiaus (35 pav)

35 pav Žemės dirbimo gylio nustatymas

Noragų nudilimas iki ir po įdirbto tam tikro ražienos ploto įvertinamas masių ir linijiniu

metodais Noragai sverti svarstyklėmis (36 pav) KERN FCB 16K02 (matavimo ribos 0ndash16 kg

04 m

48 m

08 m Ag

reg

ato

ju

dėj

imo

kry

pti

s

Noragas 08 m

Traktoriaus ratai

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

28

tikslumas 02 g) Noragų linijinis nudilimas (pločio ir storio sumažėjimas) matuotas slankmačiu

(36 pav) ШЦ-125ndash005 (matavimo ribos 0ndash125 mm tikslumas 005 mm)

36 pav Nudilimo matavimo priemonės svarstyklės bdquoKern FCB 16K02ldquo ir slankmatis

ШЦndash125ndash005

Noragas sveriamas prieš apvirinimą ir apvirinus jo darbinį paviršių Šių masių skirtumas

parodo kiek yra aplydyto metalo Taip pat noragas pasveriamas baigus įdirbti numatytą plotą

Norago masės iki ir po lauko įdirbimo skirtumas parodo nudilimą

Linijinis nudilimas apskaičiuojamas išmatuojant slankmačiu norago plotį prieš ir po lauko

įdirbimo Norago pločio matavimo pjūviai parodyti 37 pav

37 pav Norago skerspjūvio matavimo skirtingame darbo gylyje pjūviai (ant kontrolinės

plokštės) 1 ndash noragas 2 ndash užvirinti sluoksniai 3 ndash tarpinė detalė 4 ndash kietlydinis

38 paveikslėlyje parodytas norago skerspjūvis kuriame matuojamas jo plotis ir storis

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

29

38 pav Norago skerspjūvis L ndash norago plotis (kintamas dydis iki 80 mm) H ndash norago

storis (25 mm) Δl ndash apvirinto sluoksnio storis Δh ndash apvirinto sluoksnio plotis

Noragai (39 pav) pagaminti iš spyruoklinio plieno 65Г ГОСТ 1577-93 (25 mm storio lakšto)

termiškai apdirbti 800-820 degС temperatūroje ir atleisti (340ndash380 degС) tikslu gauti

spyruokliuojančias plieno savybes Jų kietumas 285 HB

39 pav Noragas

Noragą sudaro 3 dalys (310 pav) pagrindinė dalis pagaminta iš spyruoklinio plieno tarpinė

detalė (plienas S355) reikalinga prilituoti kietlydinio antgaliui ir pats kietlydininis antgalis

Noragas

Apvirintas

sluoksnis

H+Δh

L+

Δl

H

L

Šoniniai

apvirinti

sluoksniai

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

30

a b

310 pav Norago smaigalys 1 ndash spyruoklinis plienas 2 ndash tarpinė detalė 3 ndash kietlydininis

antgalis

Apvirinimo įranga

Noragai apvirinami trifaziu suvirinimo lygintuvu ВД 306 ir suvirinimo pusautomačiu

FANMIG 280 4N MINOR (311 pav)

a b

311 pav Suvirinimo aparatai ВД 306 (a) ir FANMIG 2804N MINOR (b)

Suvirinimo aparato ВД 306 suvirinimo srovės stiprumas nuo 50 iki 350 A Suvirinimo

pusautomačio FANMIG 2804N MINOR 40ndash290 A

Suvirinimo srovė pasirinkta pagal elektrodų ir elektrodinės vielos gamintojų

rekomendacijas

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

31

Apvirinimo medžiagos

Noragai buvo apvirinami 7 komercinėmis medžiagomis ir specialiaisiais šešiais pagamintais

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais su skirtingais WC grūdo dydžiais

31 lentelėje pateikta informacija apie glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos cheminę

sudėtį apvirinto sluoksnio kietumą bei elektrodų kainą

31 lentelė Komercinių medžiagų (glaistytų elektrodų ir apvirinimo vielos) kaina apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Medžiagos

kodas

Cheminė sudėtis Kietumas1

HRC

Kaina2

EURkg C Cr Si Mn Mo Nb W B V Ti

11 45 33 08 14 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 59ndash63 1159

12 29ndash35 22ndash27 23 ndash ndash ndash ndash 05ndash15 ndash ndash 58ndash64 377

13 5 23 10 08 20 ndash ndash ndash 06 ndash 60ndash62 131

14 3 63 2 12 ndash ndash ndash ndash 50 48 60ndash62 29

15 42 18 27 ndash 85 9 7 ndash ndash ndash 68ndash70 401

16 01 ndash 01 08 ndash ndash ndash ndash ndash ndash 62ndash66 159

17 07 ndash 1 2 ndash ndash ndash 45 ndash ndash 65ndash68 1304 1- gamintojo pateiktas kietumas 2ndash kainos nurodytos be PVM (2013 m)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash P 0025004 S 00250035

UAB bdquoAnykščių varisldquo buvo sukurti specialūs elektrodai kurių glaiste buvo įmaišytas

skirtingų grūdelių dydžių volframo karbido grūdeliai Volframo karbido (WC) dydis nurodytas 32

lentelėje Didžiausias grūdelio dydis yra 071 mm

32 lentelė Oslash325 mm elektrodais su skirtingais WC grūdelių dydžiais (31ndash36) apvirintų

sluoksnių cheminė sudėtis kietumas

Electro-

decode

Cheminė sudėtis WC

grūdelio

dydis mm

HV005

GPa

Kietumas

HRC C Si Mn W

31 199 106 071 357 07105 631 52 (49ndash55)

32 122 124 069 237 05hellip0355 652 52 (47ndash57)

33 175 126 075 271 0355hellip018 586 554 (53ndash59)

34 177 118 066 366 018hellip009 577 503 (46ndash54)

35 168 114 061 369 009hellip0045 681 528 (51ndash55)

36 187 107 067 314 gt0045 652 546 (51ndash57)

Nenurodytų elementų kiekiai ndash Ni ndash 005007 Cr ndash

01011 Ti ndash 00520087 P ndash 0007002 S ndash

00490074

Vertinime naudojant masės kriterijų priimta kad noragų WC-Co kietlydinio antgalių

nudilimas yra vienodas ir santykinai mažas lyginant su apvirinamų sluoksnių nudilimu

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

32

Tyrimo atlikimo eiliškumas

Po vieną pasveriami trylika noragų ir jų masė surašoma į lenteles Po svėrimo noragų

priekiniai paviršiai apvirinami skirtingais elektrodais Noragams atvėsus jie vėl pasveriami

duomenys surašomi į lentelę taip sužinoma apvirinto metalo masė Taip pat slankmačiu

išmatuojamas kiekvieno norago skerspjūvis skirtingame darbo gylyje (37 pav) Atlikus

matavimus noragai montuojami žemės dirbimo agregate ir įdirbamas 80 ha plotas Po įdirbimo

noragai nuimami nuvalomi ir kiekvienas noragas pasveriamas ir išmatuojami priekiniai darbiniai

paviršiai Palyginus duomenis prieš įdirbimą su duomenimis po įdirbimo masės skirtumo būdu

apskaičiuojamas nudilimas Išmatavus ir pasvėrus noragus jų darbiniai paviršiai atnaujinami juos

apvirinant tais pačiais elektrodais Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas apvirinto

priekinio darbinio paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas

110 ha plotas Po įdirbto ploto noragai nuimami nuvalomi ir sveriami o slankmačiu išmatuojamas

apvirinto sluoksnio storis Atlikus matavimus noragai apvirinami trečią kartą atnaujinant jų

priekinį darbinį paviršių Atvėsus noragams jie vėl sveriami ir matuojamas priekinio darbinio

paviršiaus storis Atlikus matavimus noragai montuojami į padargą ir įdirbamas 145 ha plotas Po

šio ploto įdirbimo noragai sveriami ir matuojami kaip ir po praėjusių dvejų įdirbimų Gauti

rezultatai suvedami ir apdorojami bdquoExcelldquo programa

Tam kad tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi kiekviena medžiaga (5 skirtingi

glaistyti elektrodai 2 skirtingos elektrodinės vielos) buvo apvirinti dviejų noragų priekiniai

paviršiai (pav 39) Noragai apvirinti ta pačia medžiaga padarge buvo montuojami skirtingose

eilėse (34 pav) Po to buvo vykdomi du nepriklausomi vienas nuo kito bandymai Viena

medžiaga apvirintų noragų masės ir linijiniai nudilimai buvo sumuojami ir skaičiuojamas šių

parametrų vidurkis Elektrodine viela (Nr 17) buvo apvirintas vienas noragas todėl rezultatuose

pateikiamas ne vidurkis o vieno norago duomenys

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

33

4 TYRIMŲ REZULTATAI

41 Užvirintų sluoksnių kietumo matavimo bandymai

Bandinių paviršiuje buvo atliekami kietumo matavimai Rokvelo kietmačiu Bandinio

paviršiaus kietumas matuojamas penkiose vietose įspaudžiant kūgio formos įspaudą

Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pavaizduotas 41 pav

41 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

Didžiausią tarp komercinių medžiagų kietumą turi bandiniai Nr 14 15 17 Jų kietumas

yra apie 61 HRC Mažiausias kietumas yra bandinio Nr 16 Jo paviršiaus kietumas apie 52 HRC

Plieno bdquoHardoxldquo kietumas pateiktas kaip palyginamasis

UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintomis medžiagomis apvirintų paviršių kietumas pateiktas

42 pav

0

10

20

30

40

50

60

70

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 38 HRC

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

34

42 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis apvirintų paviršių kietumas

42 pav pateiktuose kietumo matavimo rezultatuose matyti kad didžiausias kietumas yra

bandinių Nr 33 ir 36 Tai yra apie 55 HRC Mažiausią kietumą turi bandinys Nr 34 kietumas ndash

apie 50 HRC

42 Komercinių bandinių laboratorinis abrazyvinio dilimo bandymas

Laboratoriniai abrazyvinio dilimo bandymai pagal ASTM G65ndash04 atlikti naudojant guma

pedengtą plieninį diską Šio bandymo metu abrazyvas patenka į dviejų kūnų kontaktą Metodika

ir sąlygos pateiktos 31 punkte Bandymo metu trinties kelias yra 2880 m

Atlikus bandymą didžiausią atsparumą dilimui parodė medžiaga Nr 15 Iš 21 lentelės

matome kad šios medžiagos sluoksnio kietumas yra didžiausias todėl tikėtina ir nudilimas

mažiausias

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

31 32 33 34 35 36

Kie

tum

as H

RC

Medžiaga

R005 = 34 HRC

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

35

43 pav Komercinių medžiagų atsparumo abrazyviniam dilimui pagal ASTM G65ndash94

standartą bandymo rezultatai

Dilimui atsparaus plieno Hardox 400 bandinio nudilimas parodo ženklų skirtumą tarp šio

bandinio ir apvirintų sluoksnių

43 Komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių gamybinis bandymas

Apvirintų sluoksnių gamybinis bandymai atlikti pagal 32 skyriuje apibūdintą eiliškumą

44 pav pateiktas ant norago užvirinto metalo masė Ši masė sudarė pirmąjį užvirintą sluoksnį

44 pav Komercinėmis medžiagomis užvirintų sluoksnių vidutinė masė

Noragų nudilimas įdirbant 80 ha plotą parodytas pav 45

000

005

010

015

020

025

030

035

11 12 13 14 15 16 17 Hardox

Nu

dil

imas

I g

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

R005 = 02 g

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

36

45 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 80 ha plotą

(166 km darbo kelias)

Vizualinis noragų vertinimas parodė kad apvirintas sluoksnis išliko ant visų noragų

priekinių paviršių tačiau nudilimas nebuvo vienodas Šį vertinimą patvirtino ir matavimų

rezultatai noragų vizualinis vertinimas taip pat rodo intensyvų noragų šonų dilimą įdirbus 45 ha

plotą Daugiau nei pusės noragų nudilimas buvo didesnis nei užvirinto metalo masė

Tai įvertinus buvo pakeista stiprinimo metodika Dilimui atspariais sluoksniais buvo

apvirinti ir noragų šoniniai paviršiai esantys greta priekinio paviršiaus (38 pav)

Nudilimo dydžių santykiniam vertinimui apskaičiuotas noragų santykinis nudilimas (g∙ha- 1)

kuris pateiktas 46 pav

46 pav Santykinis komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas

0

40

80

120

160

200

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

10

20

30

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

37

Atlikus noragų įdirbimą kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą noragų darbinis paviršius

buvo atnaujinamas Atliekant pirmą bandymą noragai įdirbo 110 ha plotą 47 pav pateikiama

apvirinto metalo vidutinė masė

47 pav Komercinėmis medžiagomis ant noragų papildomai užvirintų sluoksnių

vidutinė masė

48 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant 110 ha

plotą (230 km darbo kelias)

Šį kartą matome (48 pav) kad noragų nudilimas buvo ženkliai mažesnis už apvirinto

metalo kiekį nors išdirbis bandant buvo didesnis už išdirbį įdirbant Tai įrodo kad noragų šonų

apvirinimas ženkliai sumažino nedarbinių (šoninių) paviršių nudilimą

Santykinis nudilimas (49 pav) taip pat ženkliai (apie 3 kartus) sumažintas lyginant su

santykiniu nudilimu įdirbimo periodu

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

0

20

40

60

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nud

ilim

as g

Medžiagos kodas

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

38

49 pav Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant

110 ha ploto

Atliekant antrąjį matavimą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami juos apvirinant Šio

matavimo rezultatai gauti noragams įdirbus 145 ha plotą 410 pav pateikti noragui vidutiniškai

tenkanti užvirinto metalo masė

410 pav Skirtingais elektrodais bei elektrodine viela užvirintų sluoksnių masė prieš

2 bandymą (labai nudilę noragai apvirinami daugiau)

411 pav pateikiamas vidutinis noragų nudilimas Šis nudilimas žymiai mažesnis už naujai

apvirinto sluoksnio masę

0

2

4

6

8

10

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

50

100

150

200

250

300

350

400

11 12 13 14 15 16 17

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžiagos kodas

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

39

411 pav Vidutinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha plotą (302 km darbo kelias)

Atlikus antrąjį matavimą apskaičiuotas santykinis nudilimas (22ndash62 g∙ha-1) (412 pav)

Tokie rezultatai gali būti gaunami dėl apvirinto sluoksnio didelio atsparumo abrazyviniam dilimui

Darbiniai paviršiai buvo padengti storu metalo sluoksniu ir abrazyvas (žemė) nekontaktavo su

nedarbiniu paviršiumi kuris yra mažiau atsparus dilimui

412 pav Santykinis skirtingomis medžiagomis apvirintų sluoksnių nudilimas įdirbant

145 ha

Pagal santykinio nudilimo duomenis (412 pav) matome kad mažiausias nudilimas vienam

hektarui yra norago apvirinto Nr 17 medžiaga šie duomenys realūs apvirintas sluoksnis buvo

gausiai legiruotas boru (B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

11 12 13 14 15 16 17

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

1

2

3

4

5

6

7

11 12 13 14 15 16 17

San

tykin

is n

udil

imas

g ∙

handash

1

Medžiagos kodas

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

40

43 UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtų elektrodų gamybiniai bandymai

Tęsiant bandymą buvo naudojami nauji noragai Pasinaudojus sukaupta patirtimi buvo

apvirinami darbiniai priekiniai paviršiai ir dalis šoninių paviršių (38 pav) todėl įdirbimui skirti

mažesni įdirbami plotai Kartu su naujai apvirintais 6 noragais žemę dirbo ir 7 senieji noragai

apvirinti komercinėmis medžiagomis kurių numeriai 11 13 14 15 413 pav pateikiama

UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Atliekant bandymą su UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais svėrimų ir matavimų

nuoseklumas buvo toks pat kaip ir komercinių medžiagų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais

apvirintų noragų paviršiai atnaujinami du kartus Komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų

darbiniai priekiniai paviršiai nebuvo atnaujinami

413 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių masė

Po įdirbimo (45 ha ploto) matomas nedidelis noragų nudilimas 414 pav Tai reiškia kad

nuo norago darbinio paviršiaus nenudilo visas apvirintas metalo sluoksnis kas matoma ir vizualiai

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Medžaigos kodas

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

41

414 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių bendras nudilimas

įdirbant 45 ha plotą (94 km darbo kelias)

Specialiųjų UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodų santykinis nudilimas yra iki 13 g∙ha-1 (415

pav)

415 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų sluoksnių santykinis nudilimas

įdirbant 45 ha plotą

Baigus noragų įdirbimą atliekamas pirmasis bandymas kurio metu noragai įdirbo 80 ha plotą

(darbinis kelias 167 km) Prieš pirmąjį bandymą noragų paviršiai buvo atnaujinami Jiems

atnaujinti sunaudoto metalo metalo masė pateikta 416 pav

0

10

20

30

40

50

31 32 33 34 35 36

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Elektrodo kodas

0

2

4

6

8

10

12

14

31 32 33 34 35 36

San

tykin

is n

udil

imas

g∙h

a-1

Medžiagos kodas

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

42

416 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų noragų sluoksnių masė

Bendras noragų nudilimas atlikus bandymą (įdirbant 80 ha) pateiktas 417 pav Matome kad

nudilimas mažesnis nei apvirinto metalo masė tai reiškia kad atlikus bandymą ant noragų liko

užvirinto metalo sluoksnis Vizualiai matoma kad UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais mažiausiai

nudilo elektrodais Nr 33 apvirintas noragas Komercinėmis medžiagomis apvirinto norago

sluoksnio mažiausias nudilimas yra medžiagos Nr 11 Šis skirtumas yra dėl šiais elektrodais

apvirintų sluoksnių skirtingo kietumo Elektrodų Nr 11 dangos kietumas 59-63 HRC o Nr 33

elektrodais apvirinto sluoksnio ndash 554 HRC (31 lentelė)

417 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių bendras nudilimas įdirbus 80 ha plotą (167 km darbo kelias)

0

50

100

150

200

250

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

0

20

40

60

80

100

120

140

160

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

nora

go n

udil

imas

g

Medžiagos kodas

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

43

Santykinis UAB bdquoAnykšių varisldquo elektrodais apvirintų noragų nudilimas į hektarą (418

pav) kai kurių noragų siekia 23 g nors įdirbant santykinis noragų nudilimas buvo iki 13 g (415

pav)

418 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais (11 13ndash15)

apvirintų noragų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 80 ha plotą

Atliekant antrąjį bandymą noragai įdirbo 120 ha plotą (darbo kelias 250 km) Kaip ir prieš

pirmąjį bandymą noragų darbiniai paviršiai buvo atnaujinami Kiekvieno norago užvirinto metalo

masė pateikta 419 pav

419 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais užvirintų noragų sluoksnių masė (120 ha

bandymas)

0

5

10

15

20

25

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

0

30

60

90

120

150

180

31 32 33 34 35 36

Užv

irin

to m

etal

o m

asė

g

Elektrodo kodas

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

44

Noragų bendras nudilimas pateiktas 420 pav Iš duomenų matyti kad įdirbus 120 ha plotą

visų noragų nudilimas siekia iki 100 g Palyginus 417 pav ir 420 pav medžiagos Nr 15

elektrodais apvirintų sluoksnių bendrus norago nudilimus matomas apie 30 g skirtumas Šis

skirtumas atsirado nes įdirbant buvo pamestas norago kietlydininis antgalis (311 pav 3)

420 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo (31ndash36) ir komerciniais elektrodais apvirintų sluoksnių

bendras nudilimas įdirbus 120 ha (250 km darbo kelias)

Įdirbus 120 ha plotą santykinis noragų nudilimas yra iki 105 g∙ha-1 (421 pav) Šių noragų

apvirintų elektrodais su volframo karbidu santykinis nudilimas didesnis nei komercinėmis

medžiagomis apvirintų noragų santykinis nudilimas nes komercinėmis medžiagomis apvirintų

sluoksnių kietumas yra didesnis apie 10 HRC

421 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais (31ndash36) ir komercinėmis medžiagomis (11

13ndash15) užvirintų sluoksnių santykinis nudilimas įdirbant 120 ha

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

Vid

uti

nis

no

rago

nu

dil

imas

g

Medžiagos kodas

0

2

4

6

8

10

12

31 32 33 34 35 36 11 13 14 15

San

tykin

is n

ud

ilim

as g∙h

a-1

Medžiagos kodas

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

45

Komercinėmis medžiagomis apvirintų sluoksnis santykinis nudilimas siekia iki 7 g∙ha-1 Iš

jų mažiausias santykinis apvirintų sluoksnių nudilimas yra Nr 11 ir 15 elektrodų

44 Komercinių ir UAB bdquoAnykščių varisldquo elektrodais apvirintų paviršių nudilimo

vertinimas

Norago apvirintų paviršių linijinis nudilimas vertinamas matuojant plotį L (38 pav) ant

kontrolinės plokštės pasidėjus noragą Nudilimas matuojamas 15 pjūvių vietose parodytose 37

pav Grafikuose pateiktas žemės dirbimo gylis 0-20 cm 1-4 pjūviai (38 pav) yra kietlydininio

antgalio Matuojant slankmačiu nudilimą šiuose pjūviuose jis buvo nežymus todėl šiuose

pjūviuose nudilimas nerodomas

Visuose apvirintų noragų nudilimo grafikuose matomas dirvos paviršiuje esančio pjūvio (0

cm gylyje) nudilimas (iki 08 mm) Toks nudilimas atsiranda noragui purenant dirvą kai jo

priekyje susidarantis bdquodirvos tekėjimasldquo kontaktuoja su noragu aukščiau dirvos lygio 422 pav

pateiktas Nr 12 13 ir 14 medžiagomis apvirintų noragų priekinių paviršių nudilimas Visų

medžiagų nudilimas didėja eksponentiškai nuo dirbimo gylio

422 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 11 12 ir 13) apvirintų sluoksnių noragų

paviršiuje nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Didėjant dirbimo gyliui didėja nudilimas Mažiausiai dylančios medžiagos (Nr 12) dirvos

paviršiuje nudilimas siekė apie 03 mm 20 cm gylyje nudilimas padidėjo iki 142 mm

I12 = 0251e0072h

Rsup2 = 0638

I13 = 0196e0116h

Rsup2 = 0911

I14= 0561e0057h

Rsup2 = 0813

0

05

1

15

2

25

3

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

12 13 14

12 13 14

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

46

423 pav pateikta medžiagomis Nr 15 16 ir 17 apvirintų sluoksnių nudilimai dirbant

dirvoje Medžiagos Nr 16 nudilimas yra didžiausias lyginant su kitomis medžiagomis 18 cm

gylyje apvirintas sluoksnis nudilo apie 31 mm nors dirvos paviršiuje nudilimas siekė apie 045

mm Toks nudilimas gali rodyti medžiagos mažą atsparumą dirvoje esantiems akmenims kurie

pažeidžia apvirintą paviršių

423 pav Komercinėmis medžiagomis (Nr 14 15 ir 16) apvirintų noragų sluoksnių

nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Atliekant UAB bdquoAnykščių varisldquo pagamintų specialiųjų elektrodų bandymą gauti rezultatai

rodo tokias pačias tendencijas kaip ir komercinėmis medžiagomis apvirintų noragų sluoksniai

Didėjant dirbimo gyliui nudilimas didėja Medžiagos Nr 31 (424 pav) nudilimas pradeda didėti

intensyviau nuo 8 cm dirbimo gylio

I15 = 0442e0052h

Rsup2 = 0381

I16 = 0391e0106h

Rsup2 = 0900I17 = 0888e0029h

Rsup2 = 0504

0

05

1

15

2

25

3

35

0 5 10 15 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

15 16 17

15 16 17

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

47

424 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 31 32 ir 33) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

Tokį intensyvų dilimą gali įtakoti volframo karbido grūdelių netolygus pasiskirstymas

apvirintame sluoksnyje Glaiste esantys grūdeliai apvirinant dėl didesnio tankio (142 gcm- 3) už

plieną (78 gcm- 3) gali nusėsti į gilesnius sluoksnius taip neapsaugodami paviršiaus nuo

nudilimo

Medžiaga Nr 34 apvirintas sluoksnis matuojant nudilimą masių metodu parodė mažiausią

santykinį nudilimą 425 pav atlikus bandymą matomas šios medžiagos nudilimo didėjimas

gilėjant darbiniam gyliui Kitų medžiagų nudilimą žymintys taškai turi didesnę sklaidą nuo jų

sklaidą apibūdinančių eksponenčių

425 pav UAB bdquoAnykščių varisldquo medžiagomis (Nr 34 35 ir 36) apvirintų noragų

sluoksnių nudilimo priklausomybė nuo dirbimo gylio

I31 = 0574e0037h

Rsup2 = 0472

I32= 0354e0103h

Rsup2 = 0701

I33 = 0331e0069h

Rsup2 = 0838

00

04

08

12

16

20

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

31 32 33

31 32 33

I34 = 0413e0074h

Rsup2 = 0713

I35 = 0573e0058h

Rsup2 = 0698

I36 = 0380e0059h

Rsup2 = 0264

0

04

08

12

16

2

24

28

0 4 8 12 16 20

Nu

dil

imas

I m

m

Dirbimo gylis h сm

34 35 36

34 35 36

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

48

Medžiagos Nr 36 apvirinto sluoksnio nudilimas dirvos paviršiuje siekia apie 045 mm

Didžiausias šios medžiagos nudilimas yra 18 cm dirbimo gylyje apie 145 mm ir yra 32 karto

didesnis už nudilimą dirvos paviršiuje

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

49

IŠVADOS

Atlikęs tyrimus darau sekančias išvadas

1 Iš tirtų komercinių apvirinimo medžiagų didžiausio kietumo sluoksnius užtikrino

medžiagos Nr 15 (614 HRC turinti 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) bei Nr 17

(612 HRC turinti 07 C 2 Mn 45 B ir kt) Kiečiausias UAB bdquoAnykščių varisldquo

sluoksnis apvirintas medžiaga Nr 33 (555 HRC turinti 175 C 126 Si 271 W ir

kt)

2 Pagal ASTM G65-94 atsparumo dilimui tyrimą mažiausiai nudilo sluoksnis apvirintas

medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85 Mo ir kt elementų) Tai yra 14

kartų mažiau už dilimui atsparų konstrukcinį plieną Hardox 400 (347 HRC)

3 Gamybiniais bandymais nustatyta kad priemolio dirvose mažiausiai nudyla (51 g ha-1)

noragas apvirintas komercine medžiaga Nr 15 (614 HRC turintis 42 С 9 Nb 85

Mo ir kt) apvirintas sluoksnis Tuo tarpu UAB bdquoAnykščių varisldquo sukurtais elektrodais

apvirintų noragų sluoksniai dilo nuo 14 iki 21 karto daugiau dėl mažesnio kietumo

įtakojamo mažesnio anglingumo

4 Gamybiniai bandymai parodė kad didžiausią ir stabiliausią atsparumą dilimui turi noragai

apvirinti 009ndash018 mm grūdėtumo volframo karbidu

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

50

LITERATŪROS SĄRAŠAS

1 American society of agricultural engineering yearbook 1980 Standard ASAE D2302243

2 Bayhan Y 2006 Reduction of wear via hardfacing of chizel plougshare Tribology

international Vol 39 P 570ndash574

3 Bayhan Y Ulger P 1997 Determination of wearing of chisel plougshares which are

manufactured in Trakya Region under the field condition 17th national congress on

agricultural mechanization P 357ndash364

4 Bogužas V Arvasas J Šniauka P Žemdirbystė 2013 m 176 psl

5 Boydas M GTurgut N 2007 Effect of tillage implements and operating speeds on soil

physical properties and wheat emergence Turkish journal of agriculture and forestry Vol

31 P 399ndash412

6 Fuentes J P M Flury and D F Bezdicek 2004 Hydraulic properties in a silt loam soil

under natural prairie conventional till and no-till Soil Sci Soc Am J 681679-1688

7 Giluminis purentuvas [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwagrisemnederlandnlcategoryproductencultiplowgt

8 Guul-Simonsen F Jorgensen MH Have H Hakansson I 2002 Studies of plough design

and ploughing relevant to conditions in Northern Europe Soil Plant Science Vol 52 P

57ndash77

9 Hrabe P Muller M 2013 Research of overlays influence on ploughshare lifetime

Reasearch of agricutural engineering Vol 59 P 147ndash152

10 Husnjak S Filipović D Košutić S 2002 Influence of different tillage systems on soil

physical properties and crop yield Rost Vyroba Vol 48 P 249-254

11 Jankauskas V Skirkus R 2011 Apvirintų paviršių abrazyvinio dilimo į įtvirtintą abrazyvą

tyrimas Žemės ūkio inžinerija Mokslo darbai Vol 43 P 28-37

12 Jasinskas A 2009 Energetinių augalų auginimo ir ruošimo kurui technologijų vertinimas

LŽŪU mokslo darbai Vol 85 P 47ndash52

13 Kiss G S Bellow D G 1981 An analysis of cultivator sweeps and spikes P 77ndash83

14 Kotus M Pauliček T Holota T 2013 Resistance of coated electrodes suitable for

renovation of tillage tools Journal of central European agriculture Vol 14 P 1312

15 Kushwaha RL Ashrafizadeh SR 2003 Soil failure in front of a tillage action- a review

The Canadian society for engineering in agricultural food and biological systems

16 Lėkštinis skutikas [Žiūrėta 2015 m gegužės 10 d] lthttparmeduvaltakpil-vgt

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

51

17 Lithuanian GDP [Žiūrėta 2015 m balandžio 29 d]

lthttpwwwtradingeconomicscomlithuaniagdpgt

18 Mckyes E Ali OS 1977 The cutting of soil by narrow blades Journal of

Terramechanics Vol 14 P 43-58

19 Mechanizuotų žemės ūkio paslaugų įkainiai [Žiūrėta 2015 m gegužės 4 d]

lthttpwwwlaeiltmt=aktualijosampnaujiena=308gt

20 Napiorkowski J Kolakowski K 2011 The effect of the surface layer of a plowshare chisel

on plowshare wear in medium loam Technical sciences Vol 14 P 101ndash-108

21 Plūgas bdquokvernelandldquo [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpagrotakacomlt-plugai-

Plugas_Kverneland__4_korpusai__-2773htmlgt

22 Reibrad-Verfahren (Trockener Drei-korperabrasivverschleiss) Verfahren zur

Untersuchung Abrasionswiderstandes oder der Abrasivitat Institut fur Schweisstechnik

und Trenende Fertigungsverfahren 1994-4p

23 Singh S 1997 The state of the art in automation of earthmoving Journal of aerospacing

engineering Vol 10 P 1-29

24 Ulusoy E 1981 A research determination of wearing of some tillage tool shares Journal

of agricultural engineering P 390

25 Volungevičius J Kavaliauskas P 2012 Lietuvos dirvožemiai Vilnius 18 p

26 Žemės dirbimo freza [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d]

lthttpwwwromudavaltProductsModfreza-bometgt

27 Žiemoti paliktos ražienos [Žiūrėta 2014 m sausio 29 d] lthttpwwwmanoukisltmano-

ukis-zurnalastechnika2856-optimalaus-zemes-dirbimo-naudagt

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

52

MOKSLINIO DARBO APROBACIJA

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslinėje konferencijoje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknavičienė V Žemės dirbimo mašinų darbo

dalių stiprinimo apvirinant rankiniu elektrolankiniu būdu tyrimas Mokslinė konferencija

bdquoJaunasis mokslininkas 2015ldquo ASU 2015-04-23

Tyrimų rezultatai paskelbti mokslo leidinyje

Jankauskas V Katinas E Skirkus R Aleknevičienė V The method of hardening soil

rippers by surfacing and technicalndasheconomic assessment Journal of friction and wear 2014

Vol 35 No 4 P 270ndash277

Kitos publikacijos šia tema

Jankauskas V Katinas E Varnauskas V Katinas A Antonov M Assessment of the

reliability of hardfacings for soil rippers Journal of friction and wear 2015 Vol 36 No 1

P 89ndash95

Katinas E Jankauskas V Aleknevičienė V Padargų detalėms tvirtumo suteikiančios

priemonės Mano ūkis 2014 Nr 5 P 71-75

53

PRIEDAI

53

PRIEDAI