DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2022.6(37).1.144-156
Increasing the Durability of Tribocouplers Using Polymer Composite Materials
About the Authors
Viktor Aulin, Professor, Doctor in Technics (Doctor of Technic Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: AulinVV@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-2737-120X
Andrey Grinkiv, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Senior Researcher, Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: avgrinkiv@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-1888-6685
Oleksii Derkach, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine, e-mail: Derkach_dsau@i.ua, ORCID ID: 0000-0002-5537-8022
Dmytro Makarenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine, e-mail: flymakd@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-3166-6249
Yevhen Muranov, Assistant, Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine, ORCID ID: 0000-0001-9148-217X
Dmytro Krutous, Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine ORCID ID: 0000-0003-0614-3179
Abstract
The purpose of the work is the theoretical substantiation of the operating modes of the parts of a typical parallelogram mechanism, the determination of the magnitude of the initial deformations and the optimal operating modes of the parts made of polymer-composite materials.
Changes in the geometric dimensions of parts of the sowing section under the influence of loads during operation are considered. Determination of the load acting in the tribo couplings of the sowing section of the "Turbosem II 19-60" complex. The mathematical model for determining radial, angular displacements and the magnitude of deformations due to design features and loads on movable couplings is substantiated. The methodology for determining the maximum and minimum compensation of installation deformations for parts made of polymer-composite materials is proposed. Experimental studies have established that the rate of wear (0.003 g/h) of PCM parts has a linear dependence on working life, which allows predicting the resource of tribo couplers. Taking into account the geometric dimensions of the PCM part and the limit value of the gap in the tribo-coupling, it is possible to determine the resource of the moving tribo-coupling with high probability. The obtained linear function of the dependence of the amount of wear on the working life is valid for the material UPA-6-30, under the condition of a linear sliding speed of up to 0.1 m/s and a load on the tribo coupler up to 600 N.
Experimental studies have determined the optimal values of the load value - 250 N and the gap - 300 μm in the tribo coupling "polymer composite - steel". The obtained results can be used in the modernization of existing or development of new designs of sowing sections.
Keywords
increase in durability, tribo coupling, set deformations, polymer-composite materials, amount of wear
Full Text:
PDF
References
1. Vasylchenko, V., & Opalko, V. (2016) Faktory, yaki vyznachaiut yakist sivby [Factors that determine the quality of sowing] Ahronom – Agronomist. Retrieved from https://www.agronom.com.ua/faktory-yaki-vyznachayut-yakist-sivby/ [in Ukrainian].
2. Turan, J., Višacki, V., Sedlar, A., Pantelić, S., Findura, P., Máchal, P, et al. (2015). Seeder with Different Seeding Apparatus in Maize Sowing. Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun, 63(1), 137-141. DOI: 10.11118/actaun201563010137
3. Zubko, V.M., & Sokolik, S.P. (2017). Doslidzhennia pokaznykiv tochnosti posivu kukurudzy na zerno pnevmatychnymy sivalkamy [Study of indicators of the accuracy of corn seed sowing with pneumatic seed drills] Bulletin of Sumy NAU. Seriia: Mekhanizatsiia ta avtomatyzatsiia vyrobnychykh protsesiv, V.10, 50-54. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vsna_mekh_2017_10_12 [in Ukrainian].
4. Aulin, V.V., Pankov, A.A., & Shcheglov, A.V. (2016). Konstruktivno-komponovochnyye skhemy vysevayushchikh sistem s elementami pnevmoniki [Structural and layout diagrams of sowing systems with pneumatic elements]. Bulletin of the Engineering Academy of Ukraine, 1, 142-147 [in Russian].
5. Maga, J., & Krištof, K. (2017). Effect of drill machine operating speed on quality of sowing and biomass yield. Agronomy Research 15(4), 1674–1685. https://doi.org/10.15159/AR.17.019
6. Khorishko, V.D., Prokaiev, S.F., Shapoval, O.M., & Derkach, O.D. (2014). Posivnyi kompleks: pat 94776 Ukraina, Biul. № 22.
7. Derkach, O.D. Makarenko, D.O., Muranov, Ye.S., & Lobodenko A.V. (2021). Pidvyshchennia dovhovichnosti rukhomykh ziednan posivnykh mashyn vprovadzhenniam prohresyvnykh konstruktsiinykh materialiv [Increasing the durability of movable joints of sowing machines by introducing advanced construction materials]. Scientific bulletin of Tavriyya State Agro-Technological University, V. 11, 2. [in Ukrainian].
8. Makarenko, D.O. (2018). Pidvyshchennia dovhovichnosti paralelohramnoho mekhanizmu posivnykh kompleksiv zminoiu konstruktsii rukhomykh ziednan [Increasing the durability of the parallelogram mechanism of sowing complexes by changing the design of movable joints]. Candidate’s thesis. Kropyvnytskyi [in Ukrainian].
9. Kobets, A.S., Derkach, O.D., Chyhvintseva, O.P., Kabat, O.S., Rula, I.V., Dudin, V.Iu., Makarenko, D.O., et al. (2022). Zastosuvannia polimernykh kompozytiv v ahropromys lovomu kompleksi [Application of polymer composites in the agro-industrial complex]. Dnipro: Zhurfond [in Ukrainian].
10. Bosakov, S.V. (2006). Metod Rittsa v kontaktnykh zadachakh teorii uprugosti [Ritz in contact problems of elasticity theory]. Brest: BrGTU [in Russian].
11. Skorodynskyi, I.S. (2008). Analiz deformuvannia kuskovo-odnoridnoho tila z viazkopruzhnym promizhnym sharom za dii zsuvnoho navantazhennia [Analysis of the deformation of a piece-homogeneous body with a viscoelastic intermediate layer under the action of a shear load]. Prykladni problemy mekhaniky i matematyky – Applied problems of mechanics and mathematics, V. 6, 175-182. [in Ukrainian].
Citations
- Васильченко В., Опалко В. Фактори, які визначають якість сівби. Журнал «Агроном», 2016. https://www.agronom.com.ua/faktory-yaki-vyznachayut-yakist-sivby/ (дата звернення: 24.08.2022).
- Turan J., Višacki V., Sedlar A., Pantelić S., Findura P., Máchal P, et al. Seeder with Different Seeding Apparatus in Maize Sowing. Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun. 2015. 63(1). 137-141. DOI: 10.11118/actaun201563010137.
- Зубко В.М., Соколік С.П. Дослідження показників точності посіву кукурудзи на зерно пневматичними сівалками . Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Механізація та автоматизація виробничих процесів. 2017. Вип. 10. С. 50-54. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vsna_mekh_2017_10_12 (дата звернення: 27.08.2022).
- Аулин В.В., Панков А.А., Щеглов А.В. Конструктивно-компоновочные схемы высевающих систем с элементами пневмоники . Вісник інженерної Академії України, м.Київ. 2016. №1. С.142-147.
- Maga J., Krištof K. Effect of drill machine operating speed on quality of sowing and biomass yield. Agronomy Research. 15(4), (2017), 1674–1685. https://doi.org/10.15159/AR.17.019
- Посівний комплекс: пат 94776 Україна ; опубл. 25.11.2014, Бюл. № 22.
- Деркач О.Д. Макаренко Д.О., Муранов Є.С., Лободенко А.В. Підвищення довговічності рухомих з’єднань посівних машин впровадженням прогресивних конструкційних матеріалів . Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного. [Електронний ресурс]. 2021. Вип. 11, том 2.
- Макаренко Д. О. Підвищення довговічності паралелограмного механізму посівних комплексів зміною конструкції рухомих з’єдн ань: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.11 / Центральноукраїнський НТУ. Кропивницький, 2018. 185 с.
- Кобець А.С. Застосування полімерних композитів в агропромисловому комплексі : монографія. / А.С. Кобець та ін. Дніпро: Журфонд, 2022. 356 с.
- Босаков, С. В. Метод Ритца в контактных задачах теории упругости: монография. Брест : БрГТУ, 2006. С. 107.
- Скородинський І.С. Аналіз деформування кусково-однорідного тіла з в'язкопружним проміжним шаром за дії зсувного навантаження. Приклад. пробл. механіки і математики. 2008. Вип. 6. С. 175-182.
Copyright (c) 2022 Viktor Aulin, Andrey Grinkiv, Oleksii Derkach, Dmytro Makarenko,Yevhen Muranov, Dmytro Krutous
Increasing the Durability of Tribocouplers Using Polymer Composite Materials
About the Authors
Viktor Aulin, Professor, Doctor in Technics (Doctor of Technic Sciences), Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: AulinVV@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-2737-120X
Andrey Grinkiv, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Senior Researcher, Central Ukraіnian National Technical University, Kropyvnytskyi, Ukraine, e-mail: avgrinkiv@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-1888-6685
Oleksii Derkach, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine, e-mail: Derkach_dsau@i.ua, ORCID ID: 0000-0002-5537-8022
Dmytro Makarenko, Associate Professor, PhD in Technics (Candidate of Technics Sciences), Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine, e-mail: flymakd@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-3166-6249
Yevhen Muranov, Assistant, Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine, ORCID ID: 0000-0001-9148-217X
Dmytro Krutous, Dnipro State Agrarian and Economic University, Dnipro, Ukraine ORCID ID: 0000-0003-0614-3179
Abstract
Keywords
Full Text:
PDFReferences
1. Vasylchenko, V., & Opalko, V. (2016) Faktory, yaki vyznachaiut yakist sivby [Factors that determine the quality of sowing] Ahronom – Agronomist. Retrieved from https://www.agronom.com.ua/faktory-yaki-vyznachayut-yakist-sivby/ [in Ukrainian].
2. Turan, J., Višacki, V., Sedlar, A., Pantelić, S., Findura, P., Máchal, P, et al. (2015). Seeder with Different Seeding Apparatus in Maize Sowing. Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun, 63(1), 137-141. DOI: 10.11118/actaun201563010137
3. Zubko, V.M., & Sokolik, S.P. (2017). Doslidzhennia pokaznykiv tochnosti posivu kukurudzy na zerno pnevmatychnymy sivalkamy [Study of indicators of the accuracy of corn seed sowing with pneumatic seed drills] Bulletin of Sumy NAU. Seriia: Mekhanizatsiia ta avtomatyzatsiia vyrobnychykh protsesiv, V.10, 50-54. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vsna_mekh_2017_10_12 [in Ukrainian].
4. Aulin, V.V., Pankov, A.A., & Shcheglov, A.V. (2016). Konstruktivno-komponovochnyye skhemy vysevayushchikh sistem s elementami pnevmoniki [Structural and layout diagrams of sowing systems with pneumatic elements]. Bulletin of the Engineering Academy of Ukraine, 1, 142-147 [in Russian].
5. Maga, J., & Krištof, K. (2017). Effect of drill machine operating speed on quality of sowing and biomass yield. Agronomy Research 15(4), 1674–1685. https://doi.org/10.15159/AR.17.019
6. Khorishko, V.D., Prokaiev, S.F., Shapoval, O.M., & Derkach, O.D. (2014). Posivnyi kompleks: pat 94776 Ukraina, Biul. № 22.
7. Derkach, O.D. Makarenko, D.O., Muranov, Ye.S., & Lobodenko A.V. (2021). Pidvyshchennia dovhovichnosti rukhomykh ziednan posivnykh mashyn vprovadzhenniam prohresyvnykh konstruktsiinykh materialiv [Increasing the durability of movable joints of sowing machines by introducing advanced construction materials]. Scientific bulletin of Tavriyya State Agro-Technological University, V. 11, 2. [in Ukrainian].
8. Makarenko, D.O. (2018). Pidvyshchennia dovhovichnosti paralelohramnoho mekhanizmu posivnykh kompleksiv zminoiu konstruktsii rukhomykh ziednan [Increasing the durability of the parallelogram mechanism of sowing complexes by changing the design of movable joints]. Candidate’s thesis. Kropyvnytskyi [in Ukrainian].
9. Kobets, A.S., Derkach, O.D., Chyhvintseva, O.P., Kabat, O.S., Rula, I.V., Dudin, V.Iu., Makarenko, D.O., et al. (2022). Zastosuvannia polimernykh kompozytiv v ahropromys lovomu kompleksi [Application of polymer composites in the agro-industrial complex]. Dnipro: Zhurfond [in Ukrainian].
10. Bosakov, S.V. (2006). Metod Rittsa v kontaktnykh zadachakh teorii uprugosti [Ritz in contact problems of elasticity theory]. Brest: BrGTU [in Russian].
11. Skorodynskyi, I.S. (2008). Analiz deformuvannia kuskovo-odnoridnoho tila z viazkopruzhnym promizhnym sharom za dii zsuvnoho navantazhennia [Analysis of the deformation of a piece-homogeneous body with a viscoelastic intermediate layer under the action of a shear load]. Prykladni problemy mekhaniky i matematyky – Applied problems of mechanics and mathematics, V. 6, 175-182. [in Ukrainian].
Citations
- Васильченко В., Опалко В. Фактори, які визначають якість сівби. Журнал «Агроном», 2016. https://www.agronom.com.ua/faktory-yaki-vyznachayut-yakist-sivby/ (дата звернення: 24.08.2022).
- Turan J., Višacki V., Sedlar A., Pantelić S., Findura P., Máchal P, et al. Seeder with Different Seeding Apparatus in Maize Sowing. Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun. 2015. 63(1). 137-141. DOI: 10.11118/actaun201563010137.
- Зубко В.М., Соколік С.П. Дослідження показників точності посіву кукурудзи на зерно пневматичними сівалками . Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Механізація та автоматизація виробничих процесів. 2017. Вип. 10. С. 50-54. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vsna_mekh_2017_10_12 (дата звернення: 27.08.2022).
- Аулин В.В., Панков А.А., Щеглов А.В. Конструктивно-компоновочные схемы высевающих систем с элементами пневмоники . Вісник інженерної Академії України, м.Київ. 2016. №1. С.142-147.
- Maga J., Krištof K. Effect of drill machine operating speed on quality of sowing and biomass yield. Agronomy Research. 15(4), (2017), 1674–1685. https://doi.org/10.15159/AR.17.019
- Посівний комплекс: пат 94776 Україна ; опубл. 25.11.2014, Бюл. № 22.
- Деркач О.Д. Макаренко Д.О., Муранов Є.С., Лободенко А.В. Підвищення довговічності рухомих з’єднань посівних машин впровадженням прогресивних конструкційних матеріалів . Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного. [Електронний ресурс]. 2021. Вип. 11, том 2.
- Макаренко Д. О. Підвищення довговічності паралелограмного механізму посівних комплексів зміною конструкції рухомих з’єдн ань: дис. ... канд. техн. наук: 05.05.11 / Центральноукраїнський НТУ. Кропивницький, 2018. 185 с.
- Кобець А.С. Застосування полімерних композитів в агропромисловому комплексі : монографія. / А.С. Кобець та ін. Дніпро: Журфонд, 2022. 356 с.
- Босаков, С. В. Метод Ритца в контактных задачах теории упругости: монография. Брест : БрГТУ, 2006. С. 107.
- Скородинський І.С. Аналіз деформування кусково-однорідного тіла з в'язкопружним проміжним шаром за дії зсувного навантаження. Приклад. пробл. механіки і математики. 2008. Вип. 6. С. 175-182.