Повышение долговечности плужных лемехов наплавочным армированием в условиях песчаных и супесчаных почв

• Автор: Тюрева, Анна Анатольевна
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПЛУЖНЫХ ЛЕМЕХОВ

1.1 Почвы и их изнашивающая способность

1.2 Способы повышения долговечности плужных лемехов.

1.2.1 Повышение износостойкости плужных лемехов при их изготовлении

1.2.1.1 Использование материаловедческих методов

1.2.1.2 Применение многослойного проката

1.2.1.3 Применение упрочняющих технологий при изготовлении

1.2.2 Методы повышения износостойкости при конструировании

1.2.2.1 Изменение геометрической формы лемеха.

1.2.2.2 Применение сменных элементов
1.2.2.3 Изменение формы лезвия
1.2.2.4 Формирование ребер жесткости
1.2.3 Технологические методы повышения износостойкости
1.2.3.1 Нанесение износостойких покрытий
1.2.3.2 Термическая обработка.
1.2.3.3 Армирование поверхности.
ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ АРМИРУЮЩИХ ВАЛИКОВ 1ГД ХАРАКТЕР ДВИЖЕНИЯ АБРАЗИВНЫХ ЧАСТИЦ, СИЛУ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ И ИЗНОС ПЛУЖНОГО ЛЕМЕХА.
2.1 Движение абразивной частицы вдоль неровной поверхности
2.2 Дальность полета частицы грунта, огибающей валик и срывающейся с него
2.3 Некоторые теоретические соображения о взаимодействии лемеха с почвой после его наплавочного армирования
2.3.1 Влияние армирующих валиков на силу сопротивления движению
2.3.2 Оценка влияния армирующих валиков на величину износа
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Общая методика и структура исследований.
3.2 Анализ дефектов плужных лемехов.
3.3 Оценка геометрических параметров лемехов после потери работоспособного состояния
3.3.1 Определение геометрических параметров лучевидного износа
3.4 Измерение твердости.
3.4.1 Измерение макротвердости лемехов до и после эксплуатации
3.4.2 Изучение твердости НВ упрочненной области и валиков при наплавке с одновременной термической обработкой
3.4.3 Выбор электродного материала и силы сварочного тока по твердости НЯС
3.5 Оптимизация нагрузки на индентор при измерении микротвердости
3.5.1 Изучение микротвердости в различных объемах лемеха до и после эксплуатации
3.5.2 Изучение микротвердости основного металла, наплавленного валика, зоны термического влияния.
3.6 Проведение полевых испытаний лемехов, упрочненных в зоне
лучевидного износа.1в
3.7 Оценка расхода топлива при использовании различных технологий
армирования
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ .
4.1 Дефекты плужных лемехов
4.2 Изменение геометрических параметров лемехов после их эксплуатации на супесчаных почвах
4.3 Исследование причин пониженной долговечности плужных лемехов.
4.3.1 Сравнение твердости нового и выбракованного лемеха
4.3.2 Микрогвердость в различных объемах лемеха до и после эксплуатации.
4.4 Выбор электродного материала, оптимальных параметров режима при ручной наплавке.
4.5 Исследование свойств зоны термического влияния и наплавленного металла
4.6 Обоснование размеров и расположения наплавленных валиков при упрочнении области лучевидного износа лемеха.
4.7 Свойства упрочненной области после наплавки совмещенной с термической обработкой.
4.8 Динамика изменения параметров износа плужных лемехов.
4.9 Влияние технологий армирования на расход топлива.
ГЛАВА 5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ. ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ. ВНЕДРЕНИЕ. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ .
5.1 Отработка технологии упрочнения в условиях хозяйств
5.2 Расчет экономической эффективности упрочнения плужных лемехов
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


Таким образом это не оправдывает применения данных сплавов 8, , , . В Европе для изготовления плужных лемехов применяют среднеуглеродистые стали без термической обработки твердость . I . Подобные материалы недороги, широко распространены, но выбором марки стали, которая была бы дешевой при производстве, трудно существенно повысить срок службы деталей . Американские и канадские фирмы используют инструментальные углеродистые стали эвтектоидного и заэвтектоидного состава . Повышение износостойкости достигается изотермической закалкой или местной термообработкой. Однако, в случае перегрева заовтектоидных сталей при нагреве под закалку это свойство может существенно понижаться, кроме того процесс термообработки достаточно сложен . Чрезмерное количество карбидов меняет механизм изнашивания материала, так как в определенных случаях карбиды выкрашиваются, а не истираются. Применение износостойких хромистых сталей ХФ, ХГ, ШХ, Х6Ф1, ХФ1 взамен серийной лемешной стали Л не дало ожидаемых результатов 8, , . Лемех из абразивностойких сталей изнашивается медленнее, но затупляется гораздо быстрее, чем серийный, что приводит к повышению тягового сопротивления и предельному состоянию лемеха при незначительном до . В , лемеха предлагается изготавливать из стали с содержанием углерода 0,8. С для получения аустенитной структуры, упрочняемой в процессе эксплуатации в результате наклепа. При хорошей износостойкости материала достаточно невысокие технологические свойства служат фактором, усложняющим изготовление деталей из этих сталей, так как их производство возможно только литьем. Предлагалось изготавливать лемеха литьем из чугуна серого, высокопрочного, комплекснолегированного белого, аустенитпого марганцовистого, модифицированный церием АМЧ8Ц, АМЧ8Ц, АМЧЦ и мартенситного , , , ,,,, ,. Помимо усложнения технологии производства лемехов из этих материалов, чугуны имеют ряд недостатков. Механические свойства чугунов в большей степени зависят от формы и размеров графитовых включений. Находясь в свободном состоянии, графит нарушает сплошность металлической матрицы, снижает пластичность и ударную вязкость чугунов при относительно хорошей прочности , . Лемеха из белого чугуна изза наличия в структуре цементита, имеющего твердость около 0 НВ, хрупки, и не пригодны к восприятию даже незначительных ударных нагрузок. Изменение свойств чугуна модифицированием или легированием повышает их износостойкость в 2. Поэтому лемеха, изготовленные из чугунов могут применяться лишь для почвообрабатывающих деталей с толсторежущей кромкой, не испытывающих динамических нагрузок, что при пахоте фактически исключено 2, . Более того, конструкция корпуса плуга не приспособлена для использования лемехов из такого хрупкого материала как чугун. Литые лемеха также получали из конверторной стали с добавкой чугуна. Кроме этого лицевая сторона лезвия лемеха легировалась твердым сплавом Сормайт1, который в виде порошка засыпался в форму перед ее заполнением. Лезвия лемехов закалены т. НВ. Более высокий срок службы в данном случае связан, повидимому, с наличием на лезвии легированного слоя высокой износостойкости, ширина которого на носке лемеха значительно больше, чем ширина зоны закалки у стандартного лемеха. Литые лемеха значительно толще стандартных и тяжелее их на 1,5. Технология изготовления литых лемехов более сложна и трудоемка, чем традиционная, что в конечном итоге приводит к увеличению себестоимости их изготовления. Ряд авторов считает, что для работы на супесчаных и суглинистых почвах наиболее перспективно изготовление рабочих органов из двухслойного проката , , . Ресурс опытных лемехов по линейному износу превышает ресурс серийных более чем в 1,3 раза . Лемеха производили из полосы Сталь с местной плакировкой сталями С2, У и ШХ, обеспечивающих их самозатачивание при формах, получаемых в фасонной полосе без механической обработки. Слой толщиной 3 мм и шириной мм закаливался на твердость 0. НВ. По этому же пути пошли некоторые немецкие фирмы, изготовив лемеха из двухслойного проката типа сталь ЛХ6Ф.