Повышение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин с применением импульсного электроконтактного нагрева : На примере лемеха плуга

• Автор: Шитов, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 162 с. : ил.

Введение.

Глава 1 Состояние вопроса. Цели и задачи исследований.

1.1 Изнашивание рабочих органов почвообрабатывающих машин

1.2 Методы восстановления и упрочнения рабочих органов почвообрабаты

вающих машин

1.3 Особенности получения порошковых покрытий электрокоитактной

приваркой
Глава 2. Теоретические предпосылки повышения долговечности лемехов с применением импульсного электроконтактного нагрева

2.1. Влияние точечного упрочнения импульсным электроконтактным нагревом

на износостойкость рабочих органов.

2.2 Расчет долговечности лемехов, точечно упрочненных с применением электроконтактного нагрева.
ГЛАВА 3. Программа и методика экспериментальных исследований.
3.1 Программа исследований.
3.2 Методика исследований
3.2.1 Экспериментальная установка
3.2.2 Образцы для лабораторных исследований и стендовых испытаний
3.2.3. Контроль основных параметров электрокоитактной обработки
3.2.3.1 Измерение и регистрация силы тока и напряжения во
вторичной цепи.
3.2.3.2. Измерение и регистрация времени нагрева.
3.2.4 Исследования микроструктуры и контроль микротвердости
3.2.5 Определение оптимального режима упрочнения с применением многофакторной модели.
3.2.5.1 Краткая методика проведения многофакторного эксперимента.
3.2.5.2. Обработка экспериментальных данных
3.2.6 Измерение температуры при электрокоитактной обработке
3.2.7 Измерение твердости образцов.
3.2.8 Методика определения влажности почвы.
3.2.8.1 Определение влажности почвы
3.2.8.2 Определение максимальной гигроскопической влажности почвы
3.2.9 Лабораторные исследования абразивной износостойкости.
3.2. Ускоренные стендовые испытания на абразивную износостойкость.
3.2. Методика эксплуатационных испытаний
Глава 4. Лабораторные исследования процесса упрочнения.
4.1 Выбор оптимального режима нагрева.
4.2 Исследование температуры в зоне контакта электрод деталь
4.3 Металлографические исследования.
4.4 Исследование твердости
Выводы по главе
Глава Стендовые и эксплуатационные испытания.
5.1 Исследование влияния скорости на износ в абразивной среде.
5.2 Исследование влияния твердости на износостойкость стали Л.
5.3 Исследование влияния влажности на интенсивность изнашивания образцов
из стали Л
5.3.1 Исследование влияния влажности абразива на интенсивность
изнашивания.
5.3.2. Исследование зависимости между интенсивностью изнашивания и максимальной молекулярной влагоемкостью почв
5.4 Эксплуатационные испытания лемехов упрочненных электроконтактной обработкой
5.5 Технология упрочнения рабочих поверхностей лемехов электроконтактной
обработкой
Глава 6. Расчет экономического эффекта от внедрения технологического процесса упрочнения лемехов электроконтактной обработкой.
Общие выводы
Библиографический список Приложения
Введение


По мнению авторов работ , это обусловлено не только тем, что многие детали сельскохозяйственных машин по характеру выполняемых функций непосредственно связаны с материалами, способными вызывать абразивное изнашивание, но также и тем, что при локализации и высокой степени концентрации контактных напряжений происходит интенсивное разрушение поверхностного слоя даже при малом количестве абразивных частиц. Известно также, что интенсивность абразивного изнашивания углеродистых сталей зависит, в основном, от твердости материала детали, физикомеханических свойств почвы, режимов работы и других факторов. Существенное влияние на интенсивность абразивного изнашивания оказывает также структура материала детали . Однако в сложных условиях эксплуатации не всегда возможен оптимальный переход от исходных состояний и свойств поверхностных слоев к вторичным упрочненным структурам. При этом создание такой первичной структуры может быть осуществлено при упрочнении рабочих поверхностей деталей различными методами нанесения износостойких покрытий, обладающих высокой стабильностью к механическим и химическим воздействиям и обеспечивающих оптимальные условия изнашивания даже при неблагоприятных условиях нагружения . Износ рабочих органов почвообрабатывающих машин происходит при непрерывном взаимодействии металла с почвой. Интенсивность и характер износа металла зависят от природы и свойств почвы, а также от условий взаимодействия с ней рабочих органов. Процесс абразивного изнашивания определяется не только характером разрушения поверхностного слоя, но и видом разупрочнения материала , . Различают четыре основных вида разупрочнения материала при трении механическое, тепловое, адсорбционное и химическое. Механическое разупрочнение происходит в результате деформации поверхностного слоя, приводящей к возникновению и развитию дефектов структуры, охрупчиванию материала, повышению внутренних напряжений. Адсорбционное разупрочнение является результатом физического взаимодействия материала с поверхностноактивными веществами, вызывающего снижение твердости. Химическое разупрочнение характеризуется образованием продуктов химического взаимодействия изнашивающегося материала с внешней средой или протеканием расслабляющих материал внутренних химических и механохимических процессов, в частности, в полимерных материалах. В реальных условиях трения возможны сочетания различных видов разупрочнения. Изменение условий работы в некоторых пределах не сопровождается изменением процесса изнашивания, а влияет только на его интенсивность. Изнашивание является самонастраивающимся процессом, зависящим от различных факторов, о которых говорилось выше. Механизм абразивного изнашивания объясняют воздействием абразивных частиц при их внедрении в материал детали и постепенным разрушением его путем резания и скалывания . Исследования выявили, что сопротивление сталей изнашиванию в почвенной массе определяется двумя факторами твердостью и содержанием углерода, образующего в структуре избыточные карбиды. При равной макротвердости износостойкость стали в почве тем выше, чем больше в ее структуре карбидов, твердость которых превышает твердость почвенных частиц. Исключение воздействия абразивных частиц возможно при твердости материала детали равной или превышающей твердость абразивных частиц. Износостойкость различных металлов зависит от соотношения твердости абразивных зерен Нш и твердости материала Нкоторое называется коэффициентом твердости К а . Поэтому при выборе материала для заданных условий работы основным условием, обеспечивающим устранение возможности абразивного изнашивания, должен быть правильный выбор коэффициента твердости. Из опыта эксплуатации известно, что для придания лемеху необходимой прочности и износостойкости он должен быть изготовлен из стали с содержанием углерода не ниже 0,4 . Не менее важными факторами, влияющими на изнашивание рабочих органов, являются влажность и состав почв. Влажность существенно влияет на коэффициент трения почвы о сталь, а следовательно, и на износ трущейся поверхности. Для каждой почвы имеется свое значение влажности, при которой коэффициент трения достигает максимума рис.