Žemės ūkio mašinų darbinių dalių kontaktas su dirvožemiu (moliu, priemoliu, smėliu, žvirgždu ir kt.), akmenimis ir kitais dirvožemyje sutinkamais abrazyvais neišvengiamas. Net ir purios dirvos, juodžemiai ilgainiui nudilina žemės dirbimo padargų dalių paviršius.

Žemės ūkio padargų sudilimas – išdirbio dydžio klausimas: visos metalinės dalys sudils, nes abrazyvai (mineralai) yra bent du kartus kietesni už grūdintus plienus.

Dilimui didelę įtaką turi grunto kietumas. Tikrai nesinori rankomis liesti norago, kuris ką tik iškeltas iš sausos kietos žemės. Jo temperatūra gali būti ir per 100 °C. Tačiau dilimui taip pat įtaką daro drėgmė, tepanti noragą, ypač tada, kai ariamas molis ar priemolis.

Žemės ūkio padargai – sėjamosios, plūgai, kultivatoriai, derliaus dorojimo mašinos – yra veikiamos abrazyvinio dilimo, kuris didina remonto ir mašinos naudojimo išlaidas, degalų sąnaudas, o galiausiai dalių nudilimui pasiekus ribinę būklę su padargu negalima toliau dirbti.

Gamintojai naudoja vis kokybiškesnes medžiagas ir technologijas, kurios padidina atsparumą abrazyviniam dilimui, tarp kurių galima išskirti grūdinimą, specialius abrazyviniam dilimui atsparius plienus, darbo dalių apsaugą kietlydinio plokštelėmis.

Praktiniai dalių dilimo bandymai

VDU Žemės ūkio akademijos Inžinerijos fakultetas, bendradarbiaudamas su įmone „Lytagra“, atliko žemės dirbimo padargų darbo dalių dilimo lyginamąjį tyrimą, kurio tikslas – atsakyti į klausimą, kokiais kriterijais vadovaujantis pasirinkti darbines dalis. Įmonė sudarė galimybę praktiškai išbandyti dalis „Lytagros“ žemės ūkio bendrovės laukuose. Tyrimui buvo pasirinkta po penkis keturių gamintojų kaltus, tris skirtingų gamintojų vagų atpjovimo peilius.

Skirtingų gamintojų plūgo kaltai ir vagos atpjovimo peiliai sumontuoti į verčiamą penkių korpusų OVERUM DX5 plūgą, kuris agreguotas su traktoriumi New Holland T7.260. Šiuo agregatu 2021 ir 2022 metų rudenį buvo ariami žemės ūkio bendrovės laukai. Greičiausiai dėl dirvožemyje pasitaikiusių akmenų neišvengta ir kelių kaltų lūžimo. Lūžo visų gamintojų po vieną kaltą. Nors jų mechaninės charakteristikos skirtingos, realių lūžimo priežasčių nebuvo galima pagrįstai paaiškinti. Deja, dėl įtempto rudeninio darbymečio (arimų) nepavyko atlikti tarpinių detalių dilimo matavimų (dilimo dinamikos).

Žemės ūkyje, kalnakasyboje, statyboje, transporte, t. y. visur, kur detalių paviršiai, veikiami abrazyvo dalelių, akmenų turtingo grunto ar skaldos, praranda savąją masę, vyksta abrazyvinis dilimas.

LYGINAMASIS PLŪGO KALTŲ TYRIMAS

Atskaitos tašku laikėme pirmą pasitaikiusį kaltą – A, kuris pagamintas iš plieno juostos ruošinio, įkaitintas, štampuotas (nusmailintas, išmuštos tvirtinimo kiaurymės), termiškai apdirbtas ir dažytas.

Tribologijos (trinties, dilimo ir tepimo mokslas) išmintis sako, kad kietesni metalai ir plienai yra atsparesni dilimui, todėl išmatavome visų pasirinktų gamintojų kaltų ir vagos atpjovimo peilių metalų kietumą Rokvelo metodu.

Papildomai atlikti D kalto kietumo matavimai, jo pagrindo metalo kietumas 12,93±2,17 HRC, dilimui atsparus apvirintas paviršius 61,2±2,65 HRC, o volframo karbido plokštelių kietumas 91±3,24 HRC. Šie kaltai dėl didesnio išdirbio gaminami ir kur kas storesni (17–20 mm).

Daugiausia nudilo kaltai A (972±120 g), mažiausia – kietlydinio plokštelėmis sustiprintos pjovimo briaunos ir apvirinto darbinio paviršiaus kaltai D (389±152,7 g arba 583 g mažiau už kaltus A). Tai, kad B ir C kaltai nudilo mažiau už kaltus A mūsų nenustebino, nes kaltų A kietumas yra mažesnis. Tačiau skirtumų, kuriuos įvardintume kaip esminius (ar statistiškai reikšmingus), nėra. Kaltai C nudilo pastebimai daugiau už kaltus A, tačiau užregistruotas atskirų dilimo matavimų sklaidos dydis didžiulis.

Įvertinus kaltų nudilimą pagal masę, statistiškai patikimas skirtumas, esant 95 proc. tikimybei, yra tarp C ir D, A ir D, B ir D kaltų. D kaltai nudilo 2,5 karto mažiau už A kaltus.

Didelę reikšmę tiek noragų, tiek ir kaltų dilimui turi kaltų trumpėjimas, dažnai išreiškiamas matuojant didžiąją įstrižainę. Pernelyg sutrumpėjusios šios detalės neapsaugo nuo dirvos dugno poveikio pačių plūgų korpusų, todėl dylančias detales privalu keisti.

Didžiausias kaltų įstrižainės ilgio sutrumpėjimas buvo kaltų A (jų įstrižainė sutrumpėjo 88,6±11,95 mm), o mažiausias – kaltų D (19,55±5,8 mm), kurių pjovimo briaunoje yra kietlydinio plokštelių.

Įvertinus kaltų nudilimą pagal įstrižainės sutrumpėjimą, statistiškai patikimas skirtumas, esant 95 proc. tikimybei, yra tarp C ir D, A ir D, B ir D kaltų. Kaltų D įstrižainė trumpėjo iš esmės (4,53 karto) mažiau už A kaltų įstrižaines.

Nieko nuostabaus, kad mažesnio kietumo kaltų A įstrižainė sumažėjo daugiau nei B ir C tipo kaltų. Tačiau įstrižainės trumpėjimas procentiškai buvo didesnis nei nudilimas pagal masę.

Naudojant kietlydinio plokšteles, sumažinamas darbinės detalės abrazyvinis dilimas, tačiau kietlydiniai yra tokios medžiagos, kurios nemėgsta smūginių apkrovų. Lietuvos laukuose dirbant žemę dažnai pasitaiko akmenų, todėl kietlydinio plokštelės, susidūrusios su jais, įtrūksta ir nutrupa. Gamintojų priimtas sprendimas – naudoti skirtingų savybių kietlydinio plokšteles kaltų pjovimo briaunoje. Iš šonų plastiškesnės, atsparesnės akmenų smūgiams, o viduryje – atsparesnės abrazyviniam dilimui.

B ir C kaltai parodė geresnius rezultatus už atskaitos tašku laikytą kaltą A, lyginant pagal masės pokytį ir ilgosios įstrižainės sutrumpėjimą.

Lyginant atskaitos tašku laikytus kaltus A su sustiprintais kaltais D, akivaizdūs skirtumai matyti ne tik masės, ilgosios įstrižainės ilgio pokyčio bandymų grafikuose, bet ir vizualiai.

LYGINAMASIS VAGOS ATPJOVIMO PEILIŲ TYRIMAS

Atliekant tyrimą, 2021–2022 m. laikotarpiu šios detalės nelūžo.

Daugiausia nudilo vagos atpjovimo peiliai A (104,3±14,37 g), mažiausia – peiliai B (79,8±16,35 g).

Lyginant vagos atpjovimo peilių nudilimą pagal masę, statistiškai patikimas skirtumas, esant 95 proc. tikimybei, yra tarp A ir B. Vagos atpjovimo peiliai B nudilo 23,5 proc. mažiau už A peilius. Šių detalių kietumai buvo atitinkamai 39,3 ir 46,8 HRC.

Šiame gamybiniame tyrime atskaitos tašku laikyti kaltai A (35,3 HRC) nudilo daugiau nei analogiški kitų gamintojų kaltai B (45,1 HRC) ir C (40,4 HRC) dėl jų mažesnio kietumo. Sustiprinus kaltus kietlydinio plokštelėmis pjovimo briaunoje ir apvirinus darbinius paviršius dilimui atsparia danga, galima gerokai padidinti jų išdirbį.

Išvados

• Mažiausiai pagal masę dyla kaltai su kietlydinio plokštelėmis pjovimo briaunoje ir dilimui atsparia danga apvirintu darbiniu paviršiumi (2,5 karto mažiau už standartinius plieninius kaltus). Stiprintų kaltų ilgoji įstrižainė 4,53 karto nudilo mažiau už standartinių plieninių kaltų įstrižainę. Tačiau stiprinti kaltai visai realizuos savo potencialą tik tuo atveju, jei bus dirbamos akmenų neturinčios dirvos. Kai kaltų akmenys nepažeidžia, šie skirtumai atitinkamai siekia 6,75 ir 10,2 karto.
• Geometriškai identiški plieniniai kaltai dyla atvirkščiai proporcingai jų kietumui – kuo kaltai kietesni, tuo jų nudilimas mažesnis.
• Lyginant vagos atpjovimo peilius, mažiausiai pagal masę nudilo B peiliai (46,8 HRC), palyginti su standartiniais A peiliais (39,3 HRC). Skirtumą sudaro 23,5 procento.
• Pirminiu ir paprasčiausiu žemės dirbimo darbo dalių pasirinkimo kriterijumi turi būti jų kietumas. Nustatyti kelių detalių kietumą galima pasinaudojus automatiniu centravimo kaltu, lyginant šių taškinių kaltų padarytas duobutes: kuo duobutė didesnė, tuo metalas minkštesnis.
• Detalės, kurias vadiname „originaliomis“, visada dailiau prigula į savo vietą, į tarpą tarp jų ir korpuso nepatenka žemių, šiaudų, kurie nesudaro papildomo pasipriešinimo.