Интенсивность изнашивания плужных лемехов, восстановленных двухслойной наплавкой

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 631. 794

ФГОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия», г.Брянск

Интенсивность изнашивания плужных лемехов, восстановленных двухслойной наплавкой

И.В. Козарез, к. т. н.

Увеличение долговечности лемехов плугов возможно при использовании технологий, сочетающих восстановление и упрочнение, предупреждающих интенсивное абразивное изнашивание. В тоже время применение способов устранения лучевидного износа не должно оказывать влияния на появление изгибов, разрушений, короблений, износов в других частях детали при их последующей эксплуатации. При этом необходимо выдержать геометрию восстановленного лемеха, отвечающую агротехническим требованиям. Широкими возможностями в этом плане обладает двухслойная наплавка, где промежуточный слой имеет повышенные упругие и пластические свойства, в сравнение с поверхностным износостойким покрытием.

Ввиду специфики изнашивания восстановленных двухслойной наплавкой лемехов с образованием поверхности высокой твердости (HRC 52…60) принятые в литературе критерии предельного состояния в этом случае не могут быть применимы, поэтому в качестве критерия отказности принята трапецеидальная форма восстановленных лемехов.

Оценка износа испытуемой детали может проводиться по потере массы (?m_i), либо по утраченным размерам: носка, толщины и лезвия (ширины), так как оценивать износ другими способами затруднительно.

Применение двухслойной наплавки при упрочняющем восстановлении лемеха позволяет избежать явления трещинообразования износостойкого поверхностного слоя и значительно уменьшает склонность к изломам восстановленной области. Наличие относительно мягкого подслоя способствует образованию структур, снижающих вероятность появления трещин. Увеличение времени термического влияния от наплавки, особенно в период остывания, будет способствовать снижению остаточных напряжений.

Для подтверждения выдвинутых соображений проведены натурные испытания по трем технологиям восстановления геометрии лучевидного износа (Таблица 1) [1].

Таблица 1-Классификация технологий наплавки лемехов при восстановлении

В ходе эксперимента проводилась оценка зависимости износа лемеха по массе от наработки. Таким образом, износ по массе в функции наработки носит линейный характер и его протекание, выраженное в математической форме, одинаково для всех вариантов рассматриваемой технологии (рисунок 1).

Предельное состояние лемехов наступает примерно при вспашке 20…23 га (испытания на супесях). Такое количество пашни превышает норматив, вырабатываемый лемехами в заводском исполнении, более чем в 2 раза. Тем не менее, достигнутый ресурс нельзя считать конечным.

изнашивание двухслойный лемеха наплавка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1- Износ по массе ?m в зависимости от наработки (Т), для двухслойной наплавки без дополнительных воздействий

В качестве дополнительных мероприятий по увеличению наработки были предложены методы: обварка по контуру носка с лицевой стороны и методы армирования. Все применяемые варианты технологических приемов позволили увеличить наработку на 7…12 га на лемех. Для приема, заключающегося в обварке по контуру носка, повышение наработки связано с увеличением стойкости к изнашиванию нижней части носка, так как упрочнение проводилось наваркой валиков электродом Т-590, обеспечивающим твердость около 60 HRC .

Упрочнение, дающее максимальный ресурс (способ 3.1) достигается за счет применения электрода Т-590. Еще одним фактором, позволяющим повысить износостойкость, как известно, является обеспечение «проскальзывания» абразивных частиц по армирующим валикам, снижая тем самым их путь контактирования с рабочей поверхностью 2.

Особенностью анализируемых технологий является неодинаковость нарастания ?m, выраженное математическими формулами, что указывает на значительное различие в процессах восстановления - способах и материалах.

Этими технологическими приемами обеспечивается несколько большая потеря массы по сравнению с другими методами из-за наличия дополнительного материала. В тоже время армирование электродом Т-590 снижает суммарное ?m, так как наплавленный металл отличается повышенной стойкостью к абразивному изнашиванию.

Результаты применения упрочняющих методов, основанных на элементах наплавки, показали в целом положительный результат, однако требуют определенных затрат как в финансовом, так и в технологическом отношениях.

Термообработка, заключающаяся в охлаждении со скоростью выше критической (охлаждающая среда - вода) сразу после окончания наплавки увеличивает ресурс лемеха до наступления предельного состояния примерно на 30…35 %, в сравнении с методами, где не применяются дополнительные воздействия - технология 2. В этом случае, по-видимому, имеют место закалочные процессы, которые оказывают существенное влияние на износостойкость металла лемеха (сталь Л53); в особенности лезвийной части и нижней области полевого обреза.

Для полноты обсуждения результатов полевых испытаний проводилась оценка стойкости к изнашиванию (интенсивность изнашивания) лемехов, подвергнутых восстановлению по всем рассматриваемым технологиям. Показатель i определется как отношение потери массы ?m количеству обработанной почвы Т. Динамика интенсивности изнашивания подчиняется уравнению второго порядка для всех испытуемых лемехов. Наиболее интенсивно изнашивание происходит в первый период эксплуатации при наработке 6…8 га, обусловленное приработкой лемехов и резанием поверхности от воздействия абразивных частиц. Стабилизация процесса наступает примерно при наработке 5…8 га. Наработке 5 га соответствуют лемеха, наплавленные электродом Э-42А, так как интенсивность i в этом случае очень высокая и достигает более 100 г/га. Падение i до 30 г/га увеличивает период приработки, но обеспечивает плавный характер изнашивания. Величина периода стабильного изнашивания зависит от технологии восстановления и зависит от наличия наклепа поверхности, достижения оптимальной шероховатости и некоторым изменением геометрии лемеха от воздействия с почвой.

Увеличение интенсивности изнашивания после стабилизации связано с ростом контактных напряжений и как следствие разрушением поверхностных слоев. В итоге, полевыми испытаниями установлено, что высокую наработку имеют лемеха, восстановленные по технологическим вариантам: 2.4; 3.1; 3.2; 4.1; 4.2 (рисунок 2). В тоже время ряд этих приемов могут иметь ограниченное применение по ряду причин: склонность к трещинам и изломам носка, сложность технологического процесса, повышенная склонность к короблению (вариант 4.1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 - Интенсивность изнашивания i в зависимости от наработки (Т) для двухслойной наплавки с дополнительной термической обработкой

Таким образом, анализ технологий двухслойной наплавки показывает, что эти приемы, возможно, использовать при восстановлении лучевидного износа в области носка лемеха, достигая при этом ресурс с 25 до 35 га, соответственно технологическим вариантам и условиям эксплуатации.

Список использованной литературы

1 Козарез И.В. Упрочняющее восстановление плужных лемехов двухслойной наплавкой Текст : дисс….кан. тех. наук / И.В.Козарез. - М., 2008. - 178 с.

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

Размещено на Allbest.ru