Повышение ресурса плужных лемехов формированием износостойкого покрытия на основе чугуна

• Автор: Магомедов, Рабазан Алиевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Зерноград
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯМ
1.1 Виды обработки почвы и основные агротехнические требования к ним
1.2 Анализ конструктивных особенностей плужных лемехов
1.3 Способы повышения износостойкости плужных лемехов
1.4 Применяемые наплавочные материалы
1.5. Анализ способов и средств для испытания плужных лемехов на абразивную износостойкость
1.6 Анализ теоретических исследований направленных на расчет сил сопротивления почвообрабатывающих орудий и их рабочих органов
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА ПЛУЖНЫХ ЛЕМЕХОВ
2.1 Теоретические предпосылки работы лемеха плуга для основной обработки почвы
2.2 Теоретическая модель повышения ресурса плужного лемеха
2.3 Теоретическое обоснование тягового сопротивления связанного с характером изменением геометрических параметров плужного лемеха
2.4 Теоретическая модель сравнительной оценки плужных лемехов.
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Программа экспериментальных исследований
3.2. Проведение металлографических исследований
3.3 Исследование твердости образцов
3.4 Лабораторные исследования абразивной износостойкости
3.4.1. Тензодатчик усилия
3.5 Методика проведения многофакторного эксперимента по определению скорости изнашивания
3.5. 1 Определение наиболее значимых факторов влияющих на скорость изнашивания
3.5.2 Методика проведения многофакторного эксперимента

3.6 Методика исследования влияния износа лемехов на глубину вспашки почвы
3.7 Методика эксплуатационых испытаний
3.8 Методика обработки экспериментальных данных
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ
4.1 Результаты исследования наплавленных слоев с различным содержанием легирующих элементов
4.1.1 Результаты исследования микроструктуры наплавленных слоев с различным содержанием легирующих элементов
4.1.2 Результаты исследования твердости наплавленных слоев с различным содержанием легирующих элементов
4.1.3 Результаты исследования износостойкости наплавленных слоев с различным содержанием легирующих элементов
4.2 Результаты исследования плужных лемехов изготовленных серийно и упрочненных различными способами
4.2.1 Результаты исследования микроструктуры плужных лемехов изготовленных серийно и упрочненных различными способами
4.2.2 Результаты исследования твердости плужных лемехов изготовленных серийно и упрочненных различными способами
4.3 Результаты проведения многофакторного эксперимента по определению скорости изнашивания плужных лемехов
4.4 Результаты исследования влияния износа лемехов на глубину вспашки почвы
4.5 Результаты эксплуатационых испытаний
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение
Операции, связанные с обработкой почвы, являются важными и наиболее трудоемкими при производстве сельскохозяйственной продукции. Качество выполнения этих операций зависит от параметров и состояния рабочих органов сельскохозяйственных машин и оборудования. Эксплуатация рабочих органов почвообрабатывающих машин осуществляется в условиях постоянного абразивного и ударно-абразивного изнашивания. Поэтому, 70-80% неисправностей приходится на износ рабочего органа, а остальные 20-30% приходятся на их деформацию [80]. Ежегодная потребность в рабочих органах в Российской Федерации составляет: в лемехах - 7 млн. шт., в полевых досках -3 млн. шт., в отвалах - 2,4 млн. шт. [97].
Плужный лемех является одной из наиболее ответственных и быстро изнашиваемых деталей плуга, средняя наработка на отказ которого, в зависимости от видов почв, колеблется от 2 до 20 га. Анализ работ [10, 12, 45, 47, 50, 68, 80, 97] показал, что среди всех способов упрочнения наиболее широкое распространение получила наплавка износостойкими твердыми сплавами. Практически при всех применяемых способах для получения упрочненных покрытий используются износостойкие сплавы или их композиции, имеющие достаточно высокую стоимость. Среди современных способов разработки новых порошковых материалов и износостойких покрытий, перспективным является применение композиций на основе чугуна, или отходов этого материала, которые в достаточном количестве образуются после механической обработки отливок деталей. Поэтому создание новых порошков на основе чугуна, с помощью которых сплав упрочняется в зависимости от изнашивающей способности почвы, перспективно и способствует повышению износостойкости рабочих органов почвообрабатывающих машин.
В связи с этим разработка мероприятий, обеспечивающих повышение ресурса плужных лемехов формированием износостойкого покрытия на

даются частицы карборунда и вода [86]. Наряду с испытуемым образцом к диску прижимается эталон. Анализ результатов испытаний, выполненных по этому методу М. М. Хрущевым и М. А. Бабичевым [98], показал, что общие закономерности износа в данном случае такие же, как и при испытании на машине Х4-Б, но точность экспериментов ниже.
И. В. Южаковым [86] и 3. В. Дьяконовой [23] предложена методика исследования износа образца металла при резании почвы. Сущность этой методики заключается в следующем. На обычном копре изготавливают брикет почвы определенного состава и заданной твердости и закрепляют его на установке или прямо на сверлильном станке. Образцы, укрепленные на оправке, занимают в патроне станка. Процесс испытания заключается в резании брикета почвы при круговом вращательном движении образцов. Но такой методикой можно пользоваться лишь для проведения кратковременных сравнительных испытаний образцов, так как ограниченная высота брикета не обеспечивает непрерывности процесса.
Для проведения длительных испытаний образцов во Всесоюзном научно-исследовательском институте сельскохозяйственного машиностроения (ВИСХОМе) была создана экспериментальная установка типа «вращающаяся чаша» [81, 82].
Установка состоит из литой чаши диаметром 1,2 м, которую перед испытанием заполняют абразивный массой (почвой). Образцы, изготовленные из листовой стали и заточенные подобно рабочему органу почвообрабатывающей машины, закрепляют на станине так, чтобы при работе один из них был погружен в абразивную массу на определенную глубину. Чаша с абразивной массой вращается, при этом образец оказывается под воздействием непрерывно перемещающихся абразивных частиц. Для уплотнения абразивной массы в чаше установлены массивные катки [86].
А. Н. Шитов [97] усовершенствовал метод типа «вращающаяся чаша» с одновременным расширением диапазона возможностей. Усовершенствованная конструкция позволяет одновременно испытывать несколько образцов.