Конструкция плужного отвалас учетом самоорганизации процесса износа

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

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.