CC BY
148
Таблица 2
Данные расчета характеристик точности зазоров
Метод расчета Обозначение Типоразмер карданных шарниров
зазора I II III III IV V VI VII VIII
Максимум- G max 50 42 52 56 332 332 105 105 112
минимум min -149 -170 -191 -192 -22 -70 -214 -234 -247
Ga max 340 -120 210 270 240 260 260 263 260
min -386 -986 -667 -627 -111 -184 -190 -160 -198
Gt max -0,82 0,791 -0,25 0,502 1,189 1,629 1,174 1,193 0,766
min -1,10 0,485 -0,70 0,071 0,429 0,49 -0,02 0,002 -0,55
Вероятност- Gr max 27 26 34 33 238 219 -18 -20 -20
ный min -91 -104 -117 -121 4 -39 -222 -243 -61
Ga max 106 -640 3 59 171 213 214 208 215
min -218 -1070 -428 -377 4 -48 -49 -60 -50
Gt max -1,162 0,439 -0,647 0,339 0,514 0,816 0,994 1,012 0,524
min -1,357 0,240 -0,950 0,043 -0,023 -0,198 -0,290 -0,271 -0,908
Допускаемые Gr] max 55 55 55 55 65 65 75 75 85
значения min 15 15 15 15 25 30 40 40 -40
GJ max 30 30 30 30 50 50 50 50 50
min 5 5 5 5 10 10 10 10 10
[Gt] nom 0,550 0,550 0,725 0,500 0,650 0,725 0,950 0,950 1,250
2. Перспективным направлением повышения долговечности карданных шарниров является их модернизация с целью снижения чувствительности подшипниковых узлов к зазорам в процессе эксплуатации, а также реализация возможности их регулирования и минимизации их величины в процессе технического обслуживания и ремонта.
Список литературы
1. Булатов, В.П. Расчет точности машин и приборов / В.П. Булатов, И.Г. Фридлендер, А.П. Баталов [и др.]; под общ. ред. В.П. Булатова и И.Г. Фридлендера. — СПб.: Политехника, 1993. — 495 с.
2. Допуски и посадки: справочник: в 2-х ч. / В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. — Ч. 2. — 448 с.
УДК 631.312.021.3-192
В.С. Новиков, канд. техн. наук, профессор
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина»
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПОЧВОРЕЖУЩИХ рабочих органов на долговечность
Важнейшим направлением совершенствования технического уровня почвообрабатывающих машин считают повышение ресурса их рабочих органов.
В результате интенсивного абразивного изнашивания изменяются геометрия режущей части и общие размеры рабочих органов, что служит причиной нарушения агротехнических требований, снижения качества обработки почвы, повышения энергетических затрат. Вынужденная частая замена деталей рабочих органов приводит к снижению производительности труда и повышению затрат на обработку. Например, как показывают расчеты,
исходя из существующих ресурсов и цен деталей рабочих органов плуга, на каждые 100 га вспашки требуется денежных затрат только на их замену не менее 5000 р. и не менее 4 чел.-ч. трудозатрат. В масштабах страны эти цифры достигают примерно 6 млрд р. и дополнительную потребность около 3 тыс. механизаторов. Использование импортной техники повышает материальные затраты на замену рабочих органов не менее чем в 2 раза по сравнению с отечественными рабочими органами. В связи с этим достаточно остро стоит вопрос о разработке и выпуске в стране высококачественных и высокоресурсных почворежущих рабочих органов, обес-
143
печивающих соблюдение агротехнических требований при обработке, обладающих ресурсом не ниже лучших зарубежных образцов и конкурентоспособных с точки зрения их стоимости.
В общем случае ресурс рабочих органов можно представить в виде функции следующих основных изменяющихся параметров:
Т = / (И, и, р, V, П1, П2...Пп),
где Т — ресурс, ч (га); И — износостойкость материала рабочего органа, ч/г (ч/мм); т — изнашивающая способность почвы, г/ч (мм/ч); р — давление почвы на рабочую поверхность рабочего органа, МПа; V — скорость перемещения рабочего органа относительно почвы, км/ч; П1---'Лп — коэффициенты, характеризующие изменение основных параметров в зависимости от состояния почвы, состава материала рабочих органов и режимов его термообработки, конструктивных параметров рабочих органов и др.
Управлять ресурсом рабочих органов можно, если знать общие закономерности обеспечения их работоспособности и характера изнашивания в почве.
Установлению таких закономерностей и разработке рекомендаций по определению интенсивности изнашивания и прогнозированию ресурса рабочих органов посвящены многие работы, однако их практическое применение сдерживается в связи с тем, что они не в полной мере учитывают те сложные зависимости, которые имеют место в процессе абразивного изнашивания. В частности, выявлено, что относительная износостойкость материалов и изнашивающая способность абразива (почвы) не постоянные величины. Они изменяются в зависимости от давления абразива на рабочий орган.
Отсутствие достаточно простой методики определения интенсивности изнашивания и ресурса рабочих органов сдерживает разработку и обоснование применения новых материалов и технологий при упрочнении рабочих органов с целью повышения их ресурса. Именно эти обстоятельства привели к тому, что в настоящее время на отечественных плугах используют лемехи, конструкционные параметры и материалы которых были разработаны более 40 лет назад, хотя режимы их работы существенно изменились: увеличились скорости обработки, масса машин, а следовательно, и уплот-няемость почв в период обработки, особенно при уборке урожая. Все это приводит к росту нагрузки на рабочие органы и, соответственно, скорости их изнашивания.
Характерная особенность почворежущих рабочих органов — сравнительно большая площадь контакта с обрабатываемой почвой. При этом нагрузки на отдельные участки рабочей поверхности в значительной мере отличаются одна от другой. Напри-
мер, у лемеха плуга наибольшее давление на носке, а на лезвии оно существенно меньше. В связи с этим интенсивность изнашивания различных участков не одинакова. Следовательно, рабочие органы выбраковывают по износу одного, сравнительно небольшого участка, в то время как остальные участки обладают большим остаточным ресурсом.
Именно на примере лемеха рассмотрим методику прогнозирования ресурса в зависимости от видов почв, материалов, из которых его изготавливают и которые используют для его упрочнения, а также от изменения некоторых конструкционных параметров.
Интенсивность изнашивания рабочих органов изучали на установке ИМ-01 конструкции ВИС-ХОМ в полевых условиях, используя материалы исследований других авторов [4, 5]. В результате разработано математическое выражение абразивного износа рабочих органов в зависимости от ряда параметров. В общем случае износ, см, наиболее изнашиваемого участка:
И = к
тЦlPVIlt
(1)
£эт П2Х
где кэт — коэффициент пропорциональности изнашивания эталонного образца при эталонных условиях: кэт = 0,016 см/(МПа-км); т — относительная изнашивающая способность почвы (по гранулометрическому составу) при эталонном давлении абразива (кварца); п1 — коэффициент, учитывающий изменение относительной изнашивающей способности почвы в зависимости от давления; р — давление почвы (абразива) на наиболее изнашиваемом участке рабочего органа, МПа; vп — поступательная скорость движения рабочего органа, км/ч; I — время работы рабочего органа, ч; Бэт — относительная износостойкость материала при эталонных условиях испытаний; п2 — коэффициент, учитывающий изменение относительной износостойкости материала в зависимости от давления; х — отношение скорости перемещения пласта почвы по поверхности рабочего органа к его скорости рабочего органа.
Долговечность, ч, рабочего органа можно определить по формуле
Т=
И Пр£эт П 2 X
кэт тП1Р^П ’
(2)
где Ипр — предельный износ наиболее изнашиваемого участка рабочего органа, см.
В качестве эталонного материала принята сталь 45 твердостью 90 ИЯВ (или 180 НВ). За эталонные условия изнашивания приняты: давление рэт = 0,1 МПа; абразив — частицы кварца размером 0,16.. .0,32 мкм; относительная изнашивающая способность абразива т = 1; vu = 1 км/ч;
Значения относительной изнашивающей способности почв приведены в табл. 1.
Таблица 1
Относительная изнашивающая способность почв
П2 = 1,75р + 0,825,
(5)
Тип почвы Относительная изнашивающая способность почвы т
Песчаная 0,87
Супесчаная 0,62
Суглинистая:
легкая 0,42
средняя 0,32
тяжелая 0,22
Глинистая:
легкая 0,15
средняя 0,10
тяжелая 0,06
Кварцевые частицы размером
0,16 0,32 мкм 1,0
Зависимость относительной износостойкости сталей, из которых изготовляют рабочие органы почвообрабатывающих машин, от их химического состава и твердости представляют в виде эмпирического уравнения [4]:
є = 0,24Х1 + 0,07Х2 + 0,11Х3 - 3,54,
(3)
где є — относительная износостойкость стали (эталон — сталь 45 твердостью 90 ИЯБ, абразив — кварц с частицами размером 0,16__0,32 мкм, давление абразива р =
0,33 МПа); Х1 — содержание углерода, %; Х2 — содержание хрома, %; Х3 — твердость, ед. ИЯС.
Постоянные легирующие элементы в сталях — марганец и кремний положительно влияют на некоторые характеристики сталей, но не на их износостойкость. Содержание в сталях таких элементов, как вольфрам, молибден и ванадий повышают износостойкость пои твердости выше 60 ИЯС. При меньшей твердости их влияние на износостойкость невелико [2].
Поэтому указанные элементы не введены в уравнение.
Значения поправочных коэффициентов п1 и п2 определяются по эмпирическим формулам:
где р — давление почвы на наиболее изнашиваемый участок рабочего органа, МПа.
Если неизвестно значение относительной износостойкости стали при эталонном давлении, то его определяют по формуле
£
П2
(6)
где е — относительная износостойкость стали при давлении р = 0,33 МПа [см. уравнение (3)].
Учитывая, что нагрузка на носовую часть лемеха и интенсивность ее изнашивания в значительной мере отличаются от тех же параметров лезвийной части, долговечность лемеха рассчитывают по двум критериям — износу носовой части и износу лезвийной части.
Допустимый износ носовой части определяется разностью начальной Н (рис. 1) и предельной Нпр высот носка. Допустимый износ лезвийной части определяется также разностью начальной к и допустимой кдоп ширины лезвийной части или допустимой толщиной а лезвия.
Долговечность лемеха по обработанной площади, га, по износу носовой части
Ж =
н
£эт ША(Н - Нпр )
, ' (7)
кэт тТ1РЛ^п
где А — производительность плужного корпуса, га/ч; Н-Нпр — предельный износ носка по высоте, см.
Долговечность лемеха, га, по износу лезвийной части
Ж =
л
£эт П2%А( Ь - кпр)
КттП1Р^п ’
(8)
п1 = 9,6р - 0,04;
(4)
где к-кпр — предельный износ лезвийной части по ширине, см.
В большинстве случаев лемехи выбраковывают не по износу лезвийной части по ширине, а по предельной толщине лезвия.
£ =
эт
Рис. 1. Выбраковочные параметры лемеха
Долговечность лемеха лезвийной части по предельной толщине
Ж =
(а - Ь)£эт Ч2%А
кэт тП1Р^п ’
(9)
где а — предельная толщина лезвия лемеха для конкретных условий вспашки, см; Ь — начальная толщина лезвия нового лемеха, см; а — угол заточки лемеха.
Как видно из выражений (7)_(9) долговечность лемеха прямо пропорциональна относительной износостойкости материала и обратно пропорциональна изнашивающей способности почвы, давлению абразива, скорости плуга и углу заточки лезвия. Чем больше угол заточки, тем быстрее лезвие достигнет предельной толщины и будет выбраковано по причине его плохого заглубления.
Относительную износостойкость двухслойного лезвия лемеха можно рассчитать по формуле
1+82^
Ь1 + Ь2
(10)
где 81 и 82 — относительная износостойкость материала соответственно первого и второго слоя; ¿1 и ¿2 толщина соответственно первого и второго слоя, мм.
Максимальные суммарные давления, действующие на носке и лезвии лемеха, можно определить по следующим эмпирическим зависимостям:
Рл =(0,012...0,016)(1 + 0,028уп )х х(1 + 0,01р)(і,45 + Т + 0,5Т
(11)
Рн =(0,06...0,065)(1 + 0,028уп)х х(1 + 0,01Р)(1,45 + Т + 0,5Т1,5
(12)
где рл — давление на лезвийной части лемеха, МПа; рн — давление на носовой части лемеха, МПа; vп — скорость движения рабочего органа, км/ч; в — угол наклона лемеха к дну борозды, град.; Т — твердость почвы, МПа.
Допустимую толщину (мм) лезвийной части лемеха, при которой обеспечивается постоянная глубина вспашки, можно определить по эмпирическому уравнению:
а = 8 - Т,
(13)
В качестве примера рассчитаем долговечности серийного лемеха П-702 из стали Л53 и опытного долотообразного лемеха из сталей 65Г и 40Х без дополнительного упрочнения.
Примем следующие условия вспашки:
• виды почв — песчаная, легкая суглинистая и легкая глинистая;
• твердость почвы: Т = 5 МПа, Т = 3 МПа, Т = 1 МПа;
• скорость вспашки vп = 10 км/ч;
• производительность плужного корпуса А = 0,35 га/ч;
• угол наклона лемеха ко дну борозды в = 30°. Параметры серийного лемеха:
• относительная износостойкость е = 1,05 для
отн ’ ^
стали Л53 при эталонном давлении абразива 0,1 МПа и твердости 30 ИЯС [3];
• предельный износ носка по высоте Нпр = 5,8 см;
Таблица 2
Результаты расчета долговечности серийного П-702 и опытного (из сталей 65Г и 40Х) лемехов
на почвах различных видов и твердости
£с =
Значения параметров на почве
Параметр песчаной, суглинистой (легкой) глинистой (легкой)
твердостью, МПа
5 3 1 5 3 1 5 3 1
Давление почвы на носке рн, МПа 1,24 0,82 0,48 1,24 0,82 0,48 1,24 0,82 0,48
Давление почвы на лезвии рл, МПа 0,31 0,27 0,12 0,31 0,27 0,12 0,31 0,27 0,12
Ресурс серийного лемеха, га: носовой части 2,95 4,85 9,8 6,03 10,0 20,7 16,7 28,3 58,8
лезвийной части 2,06 4,6 28,5 4,42 10,1 60,4 12,5 28,4 166,2
Соотношение ресурсов лезвийной и носо-
вой частей 0,69 0,95 2,9 0,73 1,01 2,9 0,74 1,01 2,82
Ресурс опытного лемеха из стали 65Г, га:
носовой части 4,15 6,94 14,02 8,66 14,6 29,7 23,9 40,4 81,4
лезвийной части 3,31 12,35 79,3 6,9 26,2 160,0 19,3 72,1 450,0
Соотношение ресурсов лезвийной и носо-
вой частей 0,79 1,78 5,65 0,8 1,79 5,38 0,8 1,78 5,52
Ресурс опытного лемеха из стали 40Х, га
носовой части 4,98 8,3 16,8 10,4 17,3 35,1 29,0 48,6 98,5
лезвийной части 4,75 17,5 163,0 9,8 36,3 288 27,6 101,2 800
Соотношение ресурсов лезвийной и носо-
вой частей 0,95 2,1 9,7 0,95 2,1 8,2 0,95 2,1 8,1
• предельная толщина лезвия — при Т = 5 МПа а = 3 мм; при Т = 3 МПа а = 5 мм; при Т = 1 МПа а = 7 мм;
• угол заточки лезвия а = 25°.
Параметры опытных лемехов:
• относительная износостойкость е = 1,28 для стали 65Г и е = 1,8 для стали 40Х при эталонном давлении абразива [3];
• начальная толщина лезвия Ь = 2 мм;
• предельный износ носка по высоте Нпр = 6,8 см;
• предельная толщина лезвия при Т = 5 МПа а = 3 мм; при Т = 3 МПа а = 5 мм; при Т = 1 МПа а = 7 мм. Ограничение толщины лезвия 7 мм связано с ограничениями износа лемеха по ширине;
• угол заточки лезвия а = 8°.
Результаты расчетов приведены в табл. 2.
Как видно из табл. 2, на песчаных почвах (в зависимости от их твердости) ресурс серийных лемехов изменяется от 2,06 до 9,83 га. При твердости 5 МПа лемехи будут выбраковывать по предельной толщине лезвия. Ресурс носовой части больше ресурса лезвийной. Для увеличения ресурса лезвийной части, например, до 2,95 га, следует уменьшить угол ее заточки. В результате этого повышается потенциальный объем изнашивания лезвия без снижения работоспособности лемеха.
При твердости песчаной почвы 3 МПа ресурсы носовой и лезвийной частей равны соответственно 4,85 и 4,6 га, т. е. лемех изнашивается практически равномерно.
На суглинистых почвах при твердости 5 МПа ресурс носка превышает ресурс лезвийной части. Лемех будут выбраковывать по причине его выглуб-ления. При твердости почвы 3 МПа ресурсы носовой и лезвийной частей равны 10,1 га, т. е. лемех изнашивается равномерно.
При твердости 1 МПа на суглинистых почвах ресурс серийного лемеха составляет 20,7 га. При этом износу подвергается прежде всего его носок. Остаточный ресурс лезвийной части при выбраковке лемеха составит около 40 га.
На глинистых почвах ресурс серийного лемеха в зависимости от твердости почвы будет колебаться от 12,5 га при твердости 5 МПа до 58,8 га при твердости 1 МПа. В последнем случае при выбраковке лемеха его лезвийная часть будет недоиспользована примерно на 100 га пахоты, т. е. упрочнив носовую часть можно достичь ресурса лемеха около 160 га. При невозможности такого упрочнения следует предусмотреть возможность восстановления носовой части.
Как показывает практика, в большинстве случаев твердость песчаных и легких суглинистых почв на глубине 20.30 см составляет 2,2.. .2,8 МПа. Это значит, что ресурс лемехов из стали 65Г без упрочнения на таких почвах будет составлять 7.14 га. Уп-
рочненяя только носовую часть этих лемехов, можно довести их ресурс соответственно до 26.36 га. Таким образом, упрочнив носок лемеха из стали 65Г наплавкой или другим методом, можно достичь повышения ресурса его по сравнению с серийным не-упрочненным лемехом не менее чем в 2,6 раза, а лемеха из стали 40Х — в 3,6 раза. Чтобы повысить ресурс до такого значения у серийного лемеха из стали Л53 необходимо упрочнять как носовую так и лезвийную части, что практически невозможно.
При пахоте средних и тяжелых суглинистых почв разница в ресурсах серийных и опытных лемехов будет значительно больше.
Рассмотрим возможности повышения долговечности лемеха за счет упрочнения носка, лезвия или одновременного упрочнения того и другого, исходя из обеспечения их равной износостойкости.
В общем случае для обеспечения равной износостойкости лезвийной и носовой частей лемеха требуемую относительную их износостойкость можно определить исходя из равенства долговечностей:
(н - нпр КтпН = (а - Ь)еЭтп2
Пі Рл
откуда
£н =
эт
(а - Ь)е3т П2Пі Рн (Н - Нпр)П П Рл ,
(14)
(15)
ственно носка и лезвийной части; Пр щ — поправочные коэффициенты, учитывающие изменение изнашивающей способности почв соответственно на носке и лезвийной части; пн, — поправочные коэффициенты, учи-
тывающие изменение относительной износостойкости материалов соответственно носка и лезвийной части; рн и рл — давление почвы соответственно на носке и лезвийной части.
Повышения износостойкости носка достигают, как правило, наплавкой твердых сплавов, износостойких порошковых материалов типа ФБХ-6-2, ПГ УСЧ-30 или креплением износостойких пластин из износостойкого чугуна ИЧ300Х9Ф6, стали Х12, керамики (корунда) или металлокерамики (ВК-20, ВК-8 и др.) на тыльную сторону носка. При этом важно определить оптимальную толщину упрочняющего слоя. Чем больше суммарная толщина носка (долота), тем хуже заглубляющая способность лемеха. Как показывает опыт, работоспособность плужного корпуса трех-----четырехкорпусного не-
оборотного плуга, при удельной массе на один корпус в пределах 110_150 кг достаточно высокая, если толщина носка (долота) менее 14 мм. Достаточный уровень работоспособности восьми-------де-
вятикорпусных необоротных плугов и практически всех оборотных плугов при удельной массе на один
где єн и єл — относительная износостойкость соответ-
Рис. 2. Профиль слоев однородного стабилизированного лезвия
быть такой, чтобы интенсивность его изнашивания была равна интенсивности изнашивания верхнего слоя к2 0.
Указанное положение можно выразить в виде
Рис. 3. Переход от однородного стабилизированного лезвия к двухслойному равностойкому
к1£1 = к2.0 £ 2,
(16)
корпус 220.480 кг обеспечивается при толщине носка (долота) 16.20 мм.
При взаимодействии двухслойного лезвия с почвой интенсивность износа каждого слоя зависит от его толщины и износостойкости материала. В связи с этим при упрочнении режущих рабочих органов износостойкими материалами необходимо обеспечить строго определенное соотношение толщин несущего и износостойкого упрочняющего слоев. Для определения этого соотношения можно применить методику, предложенную в работе [7].
Имея стабилизированный профиль однородного лезвия (рис. 2), проведем через крайнюю точку профиля С, лежащую в плоскости резания, прямую, параллельную тыльной стороне лезвия. Эта линия разделит однородное лезвие на два слоя — верхний к2.0 и нижний к1.0, которые изнашиваются по ширине с одной и той же интенсивностью.
Перейдем от спрямленного однородного стабилизированного лезвия к двухслойному тоже стабилизированному лезвию. Заменим толстый нижний слой однородного лезвия тонким слоем другого материала более высокой износостойкости (рис. 3). Толщина слоя к1 износостойкого материала должна
где к1, к2.0 — толщина слоя упрочняющего и несущего материала; е1, е2 — относительная износостойкость соответственно упрочняющего и основного материалов рабочего органа.
Суммарная допустимая толщина лезвия носка с = к1 + к20, откуда к20 = с - к1.
Подставив это значение к20 в выражение (16), после преобразований получим
к =
С£і
(17)
Рассчитаем рациональную толщину упрочняющего слоя исходя из суммарной толщины носка с = 12 мм. Расчеты выполним для лемехов из сталей 65Г, 40Х и Л53 для работы на легких суглинистых почвах твердостью 3 МПа. Значения относительной износостойкости сталей и упрочняющих материалов приведены к условиям изнашивания при давлении рэт = 0,1 МПа. Результаты расчетов даны в табл. 3.
Как видно из табл. 2 и 3, при вспашке легких суглинистых почв ресурс серийных лемехов после упрочнения носка наплавкой электродом Т-590 возрастает с 12,5 до 18,1 га, после плазменной наплав-
Таблица 3
Рациональная толщина упрочняющего слоя и потенциальный ресурс носка лемеха, изготовленного из разных марок сталей
Сталь Л-53, £ = 1,05 Сталь 65Г, £ = 1,28 Сталь 40Х, £ = 1,8
Упрочняющий материал, его относительная износостойкость Толщина уп-роч-няюще-го слоя, мм Относительная изно-состой-кость носка £ с Потен-циаль-ный ресурс носка, га Толщина уп-роч-няюще-го слоя, мм Относи тельная изно-состой-кость носка, £ с Потен-циаль-ный ресурс носка, га Толщина уп-роч-няюще-го слоя, мм Относительная изно-состой-кость носка £ с Потен-циаль-ный ресурс носка, га
Электрод Т-590, є = 2,4 3,6 1,45 18,1 4,2 1,64 23,9 5,14 2,05 29,9
Электрод ОЗИ-6, є = 4,2 2,4 1,68 21,0 2,8 1,96 28,6 3,6 2,51 36,6
Плазменная наплавка ФБХ-6-2, є = 3,2 2,96 1,57 19,6 3,4 1,82 26,5 4,3 2,30 33,6
Сталь Х12, є = 2,7 3,5 1,50 19,0 4,1 1,75 25,1 4,2 2,21 32,5
Износостойкий чугун ИЧ300Х9Ф6, є = 6,6 1,64 1,8 22,5 1,9 2,11 30,6 2,6 2,83 41,3
Корундовая керамика ТК-Г, є = 2,3 3,8 1,44 18,0 4,3 1,64 23,9 5,3 2,01 29,3
Твердый сплав ВК-20, є = 8 1,4 1,95 24,3 1,6 2,17 31,6 2,2 2,93 42,7
ки порошка ФБХ-6-2 — до 19,6 га. При этом толщина наплавляемого слоя должна быть в первом случае 3,6 мм, во втором — 2,96 мм.
При вспашке таких почв опытным лемехом из стали 40Х ресурс лемеха после упрочнения электродом Т-590 возрастает с 26,5 га до 29,9 га, а после плазменном напылении порошка ФБХ-6-2 — до 33,6 га. Учитывая, что опытный лемех имеет плоскую форму, его можно упрочнять пластинами из износостойкой стали Х12, износостойкого чугуна, твердого сплава ВК-20 и других материалов. При этом ресурс лемеха может быть доведен до 40 га и более.
В 2007 г. полевым испытаниям были подвергнуты опытные лемехи из стали 40Х. Их носки упрочняли пластинами толщиной 3,5 мм из стали Х12. После вспашки 20,5 га остаточный ресурс лемехов составил около 20 га. Результаты испытаний подтвердили обоснованность предложенной методики по прогнозированию долговечности рабочих органов при применении разных способов упрочнения.
Список литературы
1. Розенбаум, А.Н. Изнашивание лезвий в почвенной среде / А.Н. Розенбаум // Труды ВИСХОМ. — М., 1969. — Вып. 53. — 123 с.
2. Бахтин, П.У. Твердость почвы и износ / П.У. Бахтин // Тракторы и сельхозмашины. — 1973. — № 2.
3. Новиков, В.С. Материаловедческое направление повышения надежности рабочих органов плуга / В.С. Новиков, Д.А. Сабуркин, Н.В. Поздняков // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. — 2007. — № 3.
4. Севернев, М.М. Износ деталей сельскохозяйственных машин / Севернев М.М. [и др.]. — Л.: Колос, 1972. — 288 с.
5. Сидоров, С.А. Методика расчета на износостойкость моно- и биметаллических почворежущих рабочих органов / С.А. Сидоров // Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2003. — № 12.
6. Ерохин, М.Н. Выбор марки стали для изготовления лемеха плуга / М.Н. Ерохин, В.С. Новиков // Тракторы и сельхозмашины, 2008. — № 1.
7. Рабинович, А.Ш. Элементарная теория и методика проектирования самозатачивающихся почворежущих лезвий // Тракторы и сельхозмашины, 1961. — № 10.
УДК 631.3; 621.313.13-233.2
Ю.С. Борисов, канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник А.А. Некрасов, инженер
Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства»
оценка полного и остаточного ресурсов подшипниковых узлов электродвигателей
Подшипниковый узел (ПУ) является одной из главных частей электродвигателей (ЭД). Его надежность в значительной мере определяет длительность работоспособности всего электропривода.
Типовые электродвигатели содержат две подшипниковые опоры, одна из которых «плавающая» (обычно со стороны рабочего конца вала), другая — фиксирующая [1]. Установленный в «плавающей» опоре подшипник воспринимает только радиальную нагрузку и имеет возможность определенного свободного перемещения в аксиальном направлении с целью предотвращения заклинивания как при сборке или ремонте ЭД, так и вследствии теплового расширения нагревающегося при работе ЭД.
Ввиду высоких частот вращения и нагрузок, малых площадей контакта тел качения с поверхностями качения колец, а также вследствие малой длины посадочных поверхностей колец относительно их диаметров, к посадкам, посадочным местам под подшипники, к монтажу и демонтажу подшипников при изготовлении и ремонте ЭД предъявляют достаточно жесткие требования (ГОСТ 3325-85;
СТ СЭВ 773-77) [2]. Строго регламентируются численные значения предельных отклонений сопрягаемых элементов, натяги и зазоры. Они имеют определенные значения для подшипников разного типа и класса точности, характера нагрузки, вида нагружения каждого из колец, условий работы, перепада температур между валом и корпусом, возможных монтажных и контактных деформаций колец, материала и состояния посадочных поверхностей, условий и качества монтажа.
На надежность ПУ существенно влияют коррозия и абразивный износ его элементов: шариков, роликов, беговых дорожек, колец, посадочных мест, трущихся поверхностей и других деталей. Образующиеся абразивные мелкие частицы постепенно разрушают все поверхности взаимного соприкосновения деталей, способствуют увеличению зазоров и биения ротора ЭД. Попадание в ПУ инородных частиц возможно уже при сборке или ремонте ЭД из-за небрежного хранения, плохой промывки подшипников, заправки загрязненной смазкой. Реальные условия работы ПУ в сельскохозяйственном
