CC BY
43
Износ, оцениваемый по АЬь у лемехов в состоянии поставки минимален в сравнении с деталями, прошедшими реновацию, так как их наработка на отказ так же минимальна.
Что касается восстановленных объектов исследования, то износы носка в максимально удаленных точках (ДЬ0) у обоих вариантов примерно одинаковы. Это в определенной мере обусловлено применением долот из одинакового материала. При этом армирование в данной области не оказывает какого-либо влияния на износ.
Износы полевых обрезов, оцениваемые по АЬь имеют существенную разницу - 13 мм и 43 мм соответственно для восстановленного лемеха без дополнительных воздействий и лемеха армированного. Данное обстоятельство связано с нарушением правила Шарпи и большими теп-ловложениями при армировании. Кроме того, марганцовистая сталь 65Г, из которой изготавливаются долота, имеет повышенную чувствительность к температурным воздействиям. Поскольку процесс армирования, сопровождающийся существенными тепловыми воздействиями на металл, может приводить к появлению закалочных трещин и отпускной хрупкости, то изнашивание в зонах термического воздействия, будет возрастать.
В результате оценки износов лемехов по линейным показателям АЬ0, АЬ1 установлено, что с точки зрения наработки на отказ наиболее приемлемым является технологический вариант
с приваренным долотом повышенной твердости без наплавочного армирования, обеспечивший наработку 16 га против 14 га с армированием и 9,5 га у лемехов заводского исполнения. Это объясняется высокой твердостью приваренных долот (твердость носовой части лемеха в состоянии поставки составляет около 23-25 HRC, а твердость приваренного долота более 42 HRC), их сквозной упрочняющей термообработкой, затрудняющей образование лучевидного износа, и отрицательным влиянием армирующих валиков, наплавленных на долото электродом для сварки углеродистых сталей, что приводит, во-первых, к нарушению правила Шарпи (твердость наплавленных валиков значительно ниже твердости восстановленной области, выполняющей функцию основы) и, во-вторых, к отрицательному влиянию на износостойкость термических воздействий от наплавки.
Литература. 1. Паршикова Л.А., Якушенко H.A., Лавров В.И. Механические свойства области армирования горячедеформированной стали Л53 и термоупрочненной стали 65Г / Бюллетень научных работ Брянского филиала МИИТ, 2013. - №1. - С.29-33
2. Михальченков A.M., Паршикова Л.А., Ковалев А.П. Восстановление лемехов методом приваривания вставок с повышением прочности и износостойкости // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2010. - №12. - С.16-18
УДК 631. 312.021.3
КОНСТРУКЦИЯ ПЛУЖНОГО ОТВАЛА С УЧЕТОМ САМООРГАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ИЗНОСА
Михальченков А.М., Кожухова Н.Ю., Лушкина С.А.
ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» Московский государственный университет путей сообщения (Брянский филиал МИИТ)
Аннотация. Предложена конструкция плужного отвала, обеспечивающая повышение стойкости к абразивному изнашиванию за счет использования эффекта самоорганизации процесса износа.
Ключевые слова: плужный отвал, самоорганизации изнашивания, долговечность, наработка, интенсивность изнашивания, абразивная износостойкость.
Annotation. Plough blade design, providing improved resistance to abrasion due to the effect of the use of self-organization process of deprecation, is suggested.
Keywords: plough blade, self-organization of wear, durability, operating, intensity of depreciation, abrasive wear resistance.
Работоспособность и долговечность плужных корпусов во многом определяется техническим и технологическим состоянием, а также конструктивными особенностями их деталей и в частности отвалами. Нужно отметить, что этот конструктивный элемент плуга имеет наиболее сложную форму и технологию изготовления, обладает большой массой, отличается достаточной дороговизной в сравнении с остальными деталями корпуса (лемеха и полевые доски). В то же время исследования по увеличению его долговечности весьма малочисленны и в некоторых случаях вызывают определенные сомнения. Отсутствие необходимости в разработке технологий повышения ресурса сложилось вследствие огромного количества этих деталей, выпускаемых промышленностью СССР, что, безусловно, становится нетерпимым в существующей экономической формации. Более того, и сейчас сельскохозяйственное машиностроение России не прилагает каких-либо усилий по совершенствованию конструкций отвалов, направленных на повышение их долговечности.
Определенное распространение в сельхозмашиностроении получила конструкция отвала с цилиндроидальной рабочей поверхностью, изготовленного из трехслойной стали или из монометалла - сталь 32Г2Р или сталь 36ГР и подверженного поверхностной термообработке на твердость 47...63 НЯС [1].
Недостатком такой конструкции следует считать многоэтапность и сложность при производстве. Причем наличие многослойного
1-отвал; 2- сварочный шов; 3-вставка; 4-армирующие валики. Рис. 1. Схема отвала с вваренной вставкой и армированной областью восстановления
проката не всегда обеспечивает необходимую долговечность детали, ввиду его расслаивания.
Невысокая глубина упрочняющей термообработки также не способна обеспечить нужную износостойкость, особенно в области наиболее вероятного износа. Кроме того применение многослойного проката и легированной стали приводит к удорожанию конструкции.
Более распространенным считается отвал, в котором рабочая поверхность подвергается цементации, обеспечивая высокую твердость рабочей поверхности (НЯС 60) [2]. Наличие цементованного слоя обеспечивает повышенную стойкость к абразивному изнашиванию, однако, его незначительная глубина не может служить условием существенного повышения долговечности отвала. Необходимо отметить и сложность технологического процесса при изготовлении.
Кроме того известен отвал корпуса плуга, имеющий в области груди вваренную вставку, копирующую геометрию его носовой части и упрочненную термообработкой на твердость не менее 50...60 НЯС. Для обеспечения необходимых механических свойств детали (например, прочности), произведено наплавочное армирование области вваривания и самой вставки (рисунок 1) [3]. По-видимому, вваривание вставки и последующее упрочнение армированием можно проводить и при восстановлении изношенного отвала.
Между тем усложнение технологии производства. заключающееся в изготовлении отвальной поверхности с вырезом под вставку и непосредственно термически упрочненной вставки; ее вваривание с последующим армированием области сварных швов в определенной мерс ограничивает производственную реализацию такой конструкции. В свою очередь отмеченные негативные факторы также будут способствовать внедрению восстановления.
Учитывая отмеченные недостатки, присущие рассмотренным конструкциям, предлагается конструктивное решение, основанное на использовании процесса самоорганизации процесса износа [4| Сущность конструкции состоит в том. что в области носовой части груди изделия (область наиболее вероятного износа) пробираются пазы перпендикулярно перемещению почвенного пласта, которые при эксплуатации заполняются почвой, выполняющей функцию про-тивоабразивной составляющей. То есть, в этом случае имеет место процесс «самоорганизации». Глубина пазов составляет 4... 5 мм, что позволяет сохранить жесткость конструкции детали, ширина пазов 5..6 мм. которая обеспечивает максимальное заполнение и адгезию почвенной массы.
1 - рабочая поверхность;
2 - область наиболее вероятного износа;
3 - пазы;
4 - крепежные отверстия. Рисунок 2 - Отвал корпуса плуга
расстояние между пазами 10... 15 мм создаст условие для достижения максимальной абразивной стойкости (исходя из экспериментальных данных). Длина и количество пазов должны охватывать область наиболее вероятного износа с некоторым перекрытием (рисунок 2). Для достижения требуемой жесткости отвала, при таких габаритах. его толщин) выполняют равной 6 . 8 мм. что соответствует толщине серийно выпускаемых отвалов. Почвенный состав, попадая в проделанные пазы, заполняет их пространство, задерживается в них (срабатывает эффект залипания) и выполняет роль противоабразивной компоненты, т.к. по своим свойствам и состав) одинаков с обрабатываемой средой. Это приводит к росту стойкости контактирующей поверхности к абразивном)' изнашиванию за счет обеспечения совместимости областей контакта «деталь-почва» и, как следствие, повышению долговечности. В данном случае рабочая поверхность представляет собой композитный материал, где функцию основы выполняет металл отвала, а противообразивной составляющей является почва, находящаяся в пазах При этом выполняется правило Шарпи. т.к. износостойкость материала пазов превышает такой же показатель материала детали. /
А-А /убеличено!
Эксплуатационные испытания отвалов с пазами в области носовой части, приведенные на супесчаных и легких суглинистых почвах с изнашивающей способностью 100...300г/га. показали наработку до предельного состояния 25...35 га. Тогда как аналогичные испытания плужных отвалов в заводском исполнении показали наработку до предельного состояния 20... 26 га.
Такое конструкторское решение позволяет увеличить эффективность самоорганизации процесса износа с точки зрения повышения абразивной стойкости контактирующей поверхности отвала, что обеспечивает повышение ресурса изделия без серьезного усложнения технологии изготовления, экологических и экономических издержек, достигается уменьшение интенсивности изнашивания носовой части
груди отвала, снижение сложности технологического процесса и повышение долговечности.
Литература. 1. Авторское свидетельство на полезную модель RU 40126 Отвал. Опубликовано 10.09.2004.
2. Технология сельскохозяйственного машиностроения / Некрасов С.С., Приходько И.А., Баграмов Л.Г. - М.: КолосС. - 2004. - 360 с.
3. Михальчснков A.M., Прудников С.Н., Исаев Х.М. Повышение срока службы отвалов // Сельский \<еханизатор. - 2010. - № 11. - С.31
4. Ковалев А.П.. Лавров В И. Подрезающий элемент для регулирования роста растительности и планировки рельефа пространства вдоль пути // Бюллетень научных работ Брянского филиала МНИТ. - 2012.*- №1,- С.43-46.
