Повышение износостойкости плужных лемехов технологическими методами

Таким образом, предложенное устройство не сложно в изготовлении и эксплуатации, позволяет дополнить уже существующее оборудование. Кроме того, за счет внедрения утилизатора теплоты сушка продукции становиться менее зависима от погодных условий, а также снижаются энергозатраты на процесс сушки.

Список литературы

1. Патент на изобретение RU 2019777, Российская Федерация, F26B3/02, F26B9/06. Способ сушки продуктов и аэродинамическая

сушильная установка / В.А. Ананьев, А.Л. Басукинский, А.Г. Шапошников, В.М. Петрушин; опубл. 15.09.1994.

2. Рециркуляционные установки

аэродинамического нагрева / П. И. Тевис, В. А. Ананьев, Е. Г. Шадек; Под общей редакцией Е. Г. Шадека. - М.: Машиностроение, 1986. - 208 с.

УДК 631. 372

ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПЛУЖНЫХ ЛЕМЕХОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

Михальченков А.М., д.т.н., профессор, Тюрева А.А., к.т.н., доцент, Козарез И.В., к.т.н., доцент

ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет»

Приведен критический анализ технологических методов повышения износостойкости плужных лемехов

Ключевые слова: плужный лемех; износостойкость; технологические методы; нанесение покрытий; наплавочное армирование.

Повышение долговечности плужных лемехов применением технологических методов увеличения износостойкости может быть реализовано: нанесением износостойких покрытий, термической обработкой и армированием поверхности детали.

Нанесение износостойких покрытий осуществляется наплавкой твердых сплавов, керамическими покрытиями, напеканием порошков, гальваническими покрытиями, металлизацией.

Для упрочнения лемехов используют различные виды наплавки: электродуговую, газопламенную, индукционную, плазменную, «намораживанием», так как имеется возможность получения слоев с заданными параметрами.

Недостатками наплавочных способов являются: термические воздействия, коробление детали, потери легирующих элементов, повышение хрупкости, снижение сопротивляемости трещи-нообразованию и разрушению.

Упрочняют наплавкой, в основном, лезвие лемеха, нанося покрытие с тыльной стороны, что связано с развитием эффекта «самозатачивания» [1]. Между тем, самозатачивание происходит на глинистых и суглинистых почвах. При пахоте же на почвах отличного гранулометрического состава наблюдаются износы в других областях лемеха: износ носка по высоте, лучевидный износ [2].

Provides a critical analysis of technological methods of improving the wear resistance plowshares plow

Keywords: plough, the ploughshare; durability; technological methods; mixing ratio of the coating; hardfacing reinforcement.

Поэтому актуален вопрос о локальном упрочнении зон наиболее вероятного износа. Наплавка твердых сплавов на носке увеличивает ресурс лемеха примерно вдвое. Испытаниями установлено, что такое упрочнение экономически нецелесообразно, так как повышение стоимости упрочненной детали не компенсируется увеличением ее ресурса.

Керамические покрытия повышают износостойкость лемехов на суглинистых почвах в 1,5...2,6 раза. Высокая стоимость, дефицитность, низкая ударная вязкость ограничивает применение этих материалов.

Электронапекание порошковых материалов малоисследованно и поэтому его применение ограничено.

Для повышения долговечности плужных лемехов известно использование композиционных электрохимических покрытий, увеличивающих износостойкость в 2. 2,5 раза, что сомнительно, ввиду невысокой толщины наращенного слоя и его быстрого истирания.

Износостойкость плужных лемехов можно увеличить детонационным и плазменным напылением порошков из окиси алюминия, карбидов вольфрама и хрома. Помимо высокой стоимости покрытия часто не удается создать необходимую адгезию.

Упрочнение лемехов объемной закалкой не обеспечивает значительного повышения износостойкости, так как на поверхностях трения преобладает многократное пластическое микродеформирование. Односторонняя закалка пламенным или индукционным нагревом, химико-термическая обработка невыгодна вследствие высокой стоимости оборудования, трудности его эксплуатации и сложности технологии.

Термомеханическое упрочнение улучшает износные свойства материала лемеха. Главным недостатком, является то, что его действие ограничивается временем эксплуатации до первого ремонта, так как, упрочняющее воздействие при восстановлении утрачивается.

В последнее время для увеличения ресурса плужных лемехов находят применение методы армирования контактирующих с абразивной средой поверхностей [3]. Различают армирование: наплавочное; точечное термическое; пластическим деформированием.

Наплавочное армирование - нанесение валиков различной конфигурации и расположения либо на всю переднюю поверхность лемеха, либо в области наиболее вероятного износа. Лучшие результаты показала технология армирования нанесением валиков перпендикулярно обрезу носка. Наработка - 18... 20 га, у лемехов в состоянии поставки 8.10 га.

На некоторых почвах наплавка валиков по всей рабочей поверхности лемеха, нецелесообразна, так как у 84 % лемехов основным дефектом, определяющим работоспособность детали, является образование лучевидного износа в области носка, то есть достаточно произвести упрочнение локальных изношенных областей.

При пахоте на песчаных и супесчаных почвах (часто с каменистыми включениями), обладающих интенсивностью изнашивания до 400.600 г/га, происходит закругление носка, образование лучевидного износа и изнашивание пятки лемеха [2]. Поэтому следует повышать износостойкость именно этих зон, что осуществляется комбинированным упрочнением плужных лемехов, сочетающее в себе нанесение валиков с термической обработкой. По результатам испытаний лучший результат показала технология комбинированного армирования - непрерывная наварка валиков с наплавкой носка до 100 мм и закалкой в воде. Данный способ армирования обеспечивает максимальную наработку 18,3 га при износе носка 1,96 мм/га. Тем не менее, помимо возникновения в результате термического воздействия остаточных напряжений, приводящих к короблению детали, данная технология усложнена введением дополнительных операций (наплавка носка, закалка), что может создать

определенные трудности при реализации технологического процесса.

Предложен способ, предупреждающий образования этого дефекта [4], заключающийся в нанесении наплавочных валиков в форме полуэллипса в зоне образования лучевидного износа с последующей термообработкой. Как показали полевые испытания, проведенные технологические воздействия повысили ресурс плужного лемеха за счет улучшения механических свойств материала, а, следовательно, возросла стойкость к абразивному изнашиванию. Наработка лемехов после армирования на дерново-подзолистых супесчаных почвах составила 17.19 га против 9.11 га у новых деталей.

Известен способ упрочнения лемехов, точечным термическим армированием. Повышение долговечности лемеха достигается кратковременным высокотемпературным воздействием на материал лемеха тока большой силы, создающим закалочные структуры, обеспечивающие износостойкость. Данное армирование упрощает технологию упрочнения и повышает износостойкость лемехов на глинистых и суглинистых почвах в 1,5.1,7 раза.

Точечное армирование имеет некоторые недостатки: рост остаточных напряжений понижает конструкционную прочность детали; снижение ударной вязкости; технология отличается достаточно высокой сложностью, способ малопроизводителен.

Разработан способ упрочнения поверхности лемеха пластической деформацией (обкатыванием роликом), который предполагает образование на рабочей поверхности зон наклёпа. В результате чего поверхностная твёрдость будет выше твёрдости основного металла. В зоне максимального износа, воздействием ролика создаётся поверхность, форма которой имитирует «лучевидный износ». На остальной поверхности лемеха формируются зоны наклёпа в виде армированной сетки. В результате этого рабочая поверхность будет обеспечивать за счёт создания устойчивой естественной формы износа повышение износостойкости лемеха.

Армирование пластическим деформированием трудно реализовать в условиях мастерских с.-х. товаропроизводителей, так как форма лемеха затрудняет точную установку детали при проведении упрочняющего воздействия.

Анализируя рассмотренные выше методы упрочнения плужных лемехов можно сделать вывод, что технологические методы повышения износостойкости, основанные на нанесении покрытий, хотя и дают неплохие результаты, как правило, требуют применения дорогих наплавочных материалов и сложного оборудования. Наиболее приемлемым способом повышения

износостойкости лемеха следует считать наплавочное армирование, имеющим ряд преимуществ по сравнению с другими методами армирования. Однако при использовании данного метода особое внимание следует уделить упрочнению локальных областей износа.

Элементы лемеха, тяжело нагруженные и, следовательно, быстро изнашиваемые, должны получать повышенную твердость путем локального сварочного армирования. Разная твердость, а, следовательно, и износостойкость лемеха создаст новые условия сохранения первоначальной геометрической формы и тогда при износе по разным элементам контур и сечение лемеха при его работе будут сохраняться дольше [4].

Упрочнение локальных зон наиболее вероятного износа позволит увеличить долговечность детали, снизить расход электродных материалов, увеличить производительность процесса упрочнения. Однако применение данного метода требует детальной проработки с целью совершенствования технологии упрочнения.

Список использованной литературы

1 Батищев А.Н. Восстановление деталей сельскохозяйственной техники А.Н. Батищев, И.Г. Голубев, В.П. Лялякин - М.: Информагро-тех, 1995. - 296 с.

2 Михальченков А.М. Изменение геометрических параметров лемехов после их эксплуатации на супесчаных почвах / А.М. Михальчен-ков, А.П. Попов // Достижение науки и техники в АПК. - № 8. - 2003. - с. 26-28.

3 Патент RU 2 184639 C1, кл. В 23 К 9/04. 2004 г.

4 Михальченков А.М. Повышение износостойкости плужных лемехов нанесением упрочняющих валиков в области наибольшего износа / А.М. Михальченков, А.А. Тюрева, М.А. Михаль-ченкова // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2007. - №9. - С. 17-19.

5 Михальченков А.М. Технологические приемы повышения ресурса лемехов /

А.М. Михальченков, И.В. Козарез, С.И.Будко // Сельский механизатор. - 2008. - № 2. -С. 39.

6 Патент 2334384 Российской Федерации «Способ повышения износостойкости плужных лемехов» печ. Опубл. в 2008, Бюлл. № 27. Михаль-ченков А.М. Козарез И.В. Михальченкова М.А.

7 Патент 2370351 Российской Федерации «Способ восстановления и упрочнения плужных лемехов устранение лучевидного износа двухслойной наплавкой» печ. Опубл. в 2009, Бюлл. № 29 Михальченков А.М. Козарез И.В. Комогорцев В.Ф.

8 Патент 90287 Российской Федерации «Лемех плуга для отвальной вспашки с рифленой рабочей поверхностью (лемех Михальченкова

A.М.)» печ. Опубл. в 2010, Бюлл. № 1 Михальченков А.М. Зуева Д.С.

9 Патент на полезную модель №119200 Лемех Печ. Бюлл. №23 от 20.08. 2012 Осипенко

B.В. Михальченков А.М.

10 Патент на полезную модель№128437 Лемех плуга повышенной стойкости к абразивному изнашиванию Печ. Бюл№15 от 27.05.2013 Ми-хальченков А.М.

11 Патент на изобретение 2484937 Способ упрочняющего восстановления деталей почвообрабатывающих машин Печ. Бюл.№17 от 20.06.2013 Михальченков А.М. Ковалев А.П. Ма-лык А.Н.

12 Белоус Н. М. Способ восстановления рабочих элементов почвообрабатывающей техники, имеющих сложную пространственную геометрию износа / Н. М. Белоус, В. Е. Ториков, А. М. Михальченков, С. Н. Прудников // Патент на изобретение № 2443531. - РФ, 2012. - 4 с.

13 Белоус Н. М. Способ восстановления плужных лемехов / Н. М. Белоус, А. М. Михаль-ченков, Ю. И. Кожухова, И. В. Козарез // Патент на изобретение № 2412793. - РФ, 2008.

14 Белоус Н. М. Плужный лемех (лемех конструкции Брянской ГСХА) / Н. М. Белоус, А. М. Михальченков, Ю. И. Кожухова, И. В. Козарез // Патент на изобретение № 95285. - РФ, 2010.

УДК 621.7

АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ МАШИН

Багаутдинова И.И., ассистент, Фаюршин А.Ф., к.т.н., доцент, Хакимов Р.Р., аспирант ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный агарный университет»

В статье проведен обзор активного планирования эксперимента при упрочнение рабочих органов сельскохозяйственных машин, а так же существующие математические методы и модели позволяющие оптимизировать процесс газопламенного напыления.

Ключевые слова. планирование экстремальных экспериментов, факторы оптимизации, газопламенное напыление, износостойкость.

The article presents an overview of the active planning of the experiment when hardening the operating units of agricultural machines, as well as existing mathematical methods and models to optimize the flame spraying process.

Keywords. planning extreme experiments, factors optimization, flame spraying, wear resistance.