CC BY
61
УДК 631.312.021.3
ВЛИЯНИЕ АБРАЗИВОСТОЙКОЙ НАПЛАВКИ И ЗАТОЧКИ НА СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ ИЗНАШИВАНИЮ ПОДРЕЗАЮЩЕЙ ЧАСТИ ВОССТАНОВЛЕННЫХ СОСТАВНЫХ ЛЕМЕХОВ
Михальченкова М.А., соискатель, Синяя Н.В., к.т.н., «Брянская ГСХА» Казанцев С.П., д.т.н. «Московский ГАУ»
Аннотация. Максимальную
сопротивляемость изнашиванию восстановленных методом ТКЭ составных лемехов обеспечивает технология, заключающаяся в тыльной наплавке лезвия абразивостойким сплавом при отсутствии заточки.
Ключевые слова: составные лемеха, восстановление, упрочнение, заточка,
сопротивляемость изнашиванию, наработка, износ.
Summary. It is shown that the maximum resistibility of restored their shares by CTV provides technological method, consisting in the back of the blade abrazivostojkim alloy surfacing without sharpening.
Key words: composite wings, repair, strengthening, sharpening, resistibility, hours of use, wear and tear.
Введение
Необходимость восстановления составных лемехов импортного исполнения, по мнению [1, 2], диктуется рядом факторов: их большим количеством в сельскохозяйственном
производстве России, высокой рыночной ценой, зависимостью поставок от зарубежных производителей, ресурсом, значительно превышающим этот показатель у отечественных изделий.
Если у цельнометаллических лемехов российского производства определяющим является износ долотообразной области, то у деталей, изготовленных зарубежными
компаниями, предельное состояние диктуется износом режуще-лезвийной части.
Разработка технологий восстановления как цельнометаллических, так и составных лемехов, утративших эксплуатационные свойства, часто сводится к применению способа, заключающегося в приваривании
термоупрочненного компенсирующего элемента (ТКЭ) вместо истертой области [3, 4]. Данный способ в последнее время нашел достаточно широкое распространение. При этом компенсирующий элемент в случае реновации
- выявление характера зависимостей сопротивляемости абразивному изнашиванию (I) реставрированного способом ТКЭ лемеха от величины наработки (Т) с учетом упрочняющей наплавки с рабочей и тыльной сторон и расположения заточки лезвия;
- определение степени влияния технологических воздействий на выбор технологии, обеспечивающей максимальное сопротивление абразивному изнашиванию.
Образцы и методика проведения эксперимента
В качестве испытываемых образцов использовались лемеха, восстановленные привариванием вставок, изготовленных из рессорно-пружинной стали, термообработанных на твердость 45 - 48HRC.
Технологические приемы упрочнения и заточки лезвия предполагали три варианта:
1 - наплавка износостойкого сплава на тыльную сторону с заточкой тыльной стороны; 2 - наплавка износостойкого сплава на лицевую сторону с заточкой лицевой стороны; 3 -наплавка износостойкого сплава на тыльную
составных лемехов выполняет функции режуще-лезвийной части [5].
Известные работы, посвященные изучению сопротивляемости абразивному изнашиванию восстановленной подрезающей области составных лемехов импортного исполнения при наличии упрочняющей наплавки и в зависимости от расположения заточки, нельзя считать законченными. (Упрочняющая наплавка необходима для достижения восстановленными деталями ресурса фирменных или превышающих его).
Задачи исследований
В связи с этим задачами проведения экспериментов явились:
Контроль осуществлялся на пяти экспериментальных деталях для каждого технологического варианта. Вспашка велась оборотным плугом «Нес1ог» на супесчаных почвах до наработки 27,7 га. Измерения проводились через 3 до 7 га на лемех, диктуемых условиями эксплуатации.
Результаты экспериментов и их обсуждение
Как следует из графиков (рисунки 1, 2, 3), характер изменения сопротивляемости изнашиванию для всех опытных лемехов одинаков.
сторону без заточки.
Наплавка проводилось электродом Т-590. Твердость наплавленного металла 58-60НЯС. Наносился один валик по лезвийной части на всю ее длину.
Износостойкость I оценивалась как отношение наработки (Т) к износу лемеха по ширине (ЛЬ;), измеренного в плоскостях, проходящих через крепежные отверстия (АЬ1 ДЬ2 и АЬ3 - износы, фиксируемые по крепежным отверстиям в зоне пятки, средней части и области близкой к носку, и II, 12, 13 -сопротивляемость изнашиванию
соответственно).
Имеет место нарастание I! до наработки около 20 га, затем наступает их стабилизация. Это указывает на достаточно длительный период достижения оптимальной совместимости контактирующей поверхности лемеха с абразивной средой (почвой). Отмечается, что все полученные зависимости I =Г (Т) функциональны, так как Я2 превышает значение 0,9 и указывает на высокую стабильность протекания процесса износа, подчиняющегося единому закону.
а)
___±--
I = -0,0019х2 -( 0,0926х+0,1419
Я2 =0,9941
О 5 10 15 20 25 Т, га
в)
Рисунок 1 - Сопротивляемость абразивному износу лемеха, восстановленного по технологическому приему 1 (а - I], б - 12, в - 13)
До наработки 2,5 га сколь-нибудь заметного износа у всех опытных деталей не зафиксировано, и поэтому определить сопротивляемость изнашиванию не
представляется возможным. Подобное явление отмечается многочисленными наблюдениями ряда исследований [6]. По-видимому, величина наработки в этом случае
не достаточно велика для образования заметного износа, контролируемого инструментом с ценой деления 0,1 мм. (Выбор мерительного инструмента такой точности обусловлен достаточно большой потерей линейных размеров исследуемых изделий).
а)
I, га/мм
1 0,8 0,6 04 0,2
♦
I = -0,0017х2 Ю,0757х+0,13 97
И2 =0,9898
Т, га
б)
I, га/мм
1 0,8 0,6 0,4 0,2 0
-?--—
♦
I = -0,0015х2 Ю,0597х+0,45 76
♦ ^ =0,9263
10
15
20
25
Т, га
в)
Рисунок 2 - Износ лемеха, восстановленного по технологическому приему 2 (а - I], б - 12, в - 13)
Необходимо указать на тот факт, что при относительно невысокой наработке (2,5-8,5 га) изменение числовых значений I! примерно одинаково у всех экспериментальных лемехов (рисунки 1, 2, 3). Это говорит об идентичности процесса износа и отсутствии влияния применяемых технологических воздействий.
Еще одним характерным моментом, касающимся всех опытных лемехов, является различная сопротивляемость абразивному изнашиванию
в контролируемых плоскостях (рисунки 1, 2,3). Наименьшая I присуща области пятки, наибольшая - зоне, близкой к креплению долота. Сравнительно низкая сопротивляемость в районе пятки обусловлена повышенным давлением почвы в этом месте и меньшей жесткостью данной области относительно других участков лемеха, вследствие чего происходит увеличение износа этой части детали по сравнению с другими.
I = -0,0015х2 4 0,0903х+0,2012
к2
О 5 10 15 20 25
б)
I = -0,0025х2 +| ),1162х+0,1252
Л2 =0,9993
0 5 10 15 20 25 Т, га
в)
Рисунок 3 - Износ лемеха, восстановленного по технологическому приему 3 (а - 1Ь б - 12, в - 13)
Дальнейший рост наработки (более 20 га) приводит к стабилизации процесса износа, который сопровождается различными значениям I; соответственно технологическим приемам (рисунки 1, 2, 3).
Согласно с поставленными задачами особого внимания требует рассмотрение вопроса о
влиянии технологического варианта на показатели сопротивляемости изнашиванию при установившемся режиме, когда достигнута оптимальная совместимость поверхности трения и изнашивающей среды. Итоговые данные для указанного периода эксплуатации сведены в таблицу.
Таблица - Сопротивляемость абразивному изнашиванию при установившемся режиме изнашивания
Технологические приемы II, га/мм га/мм !3, га/мм
Прием 1 0,97 1,08 1,30
Прием 2 0,95 1,00 1,05
Прием 3 1,20 1,50 1,50
Исходя из приведенных данных следует, что их числовые значения неодинаковы для различных технологических приемов.
Максимальные величины 1; (в контролируемых
плоскостях) присущи лемехам с упрочняющей наплавкой тыльной стороны и отсутствием заточки, минимальные у детали, где валик наплавлен на лицевую сторону и заточка так же произведена с лицевой стороны. Лемеха, подвергнутые воздействию по технологическому приему 1, занимают промежуточное положение. (Нужно сказать, что наличие наплавки в любом случае приводит к росту ресурса на 10-20 % в сравнении с ресурсом фирменных).
Относительно невысокие I! (таблица) у деталей с технологическим приемом 2 объясняется рядом факторов:
- первый - наличие наплавки на рабочей поверхности способствует перезатачиванию лезвия на тыльную сторону, увеличивая интенсивность износа;
- второй - непосредственный «полный» контакт абразивной среды с износостойким наплавленным слоем, способствующий увеличению степени его истирания;
- третий - высокая вероятность скола наплавленного металла, вследствие его взаимодействия с гравиевидными частицами.
Повышение I . в случае опытных лемехов с
применением технологического приема 1 обусловлено снижением уровня истирающего воздействия почвы на наплавленную область из-за отсутствия жесткого контакта с абразивной средой. Однако, такие наплавка и заточка приводят к перезатачиванию лезвия на лицевую сторону, создавая благоприятные условия к увеличению интенсивности его изнашивания. В то же время, после переформирования тыльной
лезвия и при наличии такой наплавки (износ сопровождается периодическим скалыванием неистертого твердого материала наплавленного металла) сопротивление изнашиванию возрастает, что и нашло свое отражение на графиках (рисунок 1) и таблице.
Максимальные значения I присущи
опытным лемехам с тыльной наплавкой и при отсутствии заточки лезвия. Такой вариант технологии сочетает в себе положительную сторону приема 1, а отсутствие заточки позволяет проходить процессу самоорганизации изнашивания без искусственно созданных препятствий, способствующих повышению стойкости к изнашиванию. Следует обратить внимание на факт отсутствия заточки у лемехов ведущих компаний.
Выводы:
- характер зависимости сопротивляемости изнашиванию от величины наработки носит одинаковый характер для всех опытных лемехов независимо от применяемого приема технологического воздействия;
- в начальный период изнашивания (наработка до 2,5 га) заметного износа у всех опытных деталей не отмечается;
- стабилизация сопротивляемости к изнашиванию происходит при вспашке 20 и более гектар;
- технологические воздействия по различным вариантам обеспечивают отличающиеся результаты по стойкости к абразивному изнашиванию;
- сопротивляемость I имеет тенденцию к увеличению от области пятки к зоне крепления носка;
заточки на лицевую, а также в силу специфики истирания
Список литературы
1. Козарез И.В., Михальченков А.М, Обзор способов восстановления плужных лемехов // Труды ГОСНИТИ, том 109, часть 2. - Москва. -
2012. - с. 30-34
2. Михальченков А.М., Комогорцев В.Ф., Минина С.В. Изнашивание лемехов, восстановленных приваркой термоупрочненной режущей части с учетом положения заточки //Труды ГОСНИТИ, том 111, часть 2, - Москва. -
2013. - с. 206-209
3. Михальченков А.М., Новиков А.А., Михальченкова М.А. Выбракованные листы рессор как материал для устранения местных износов деталей, работающих в абразивной среде // Бюллетень научных работ Брянского филиала МИИТ. - 2014. - №1, выпуск 5. - с. 15-18.
- оптимальным технологическим вариантом является наличие тыльной наплавки износостойкого сплава при отсутствии заточки.
4. Михальченков А.М., Паршикова Л.А. Способ восстановления плужных лемехов // патент России № 2413601, 21011. Бюл. №7.
5. Михальченков А.М., Козарез И.В., Горбачев Р.В. Влияние неплавочного армирования на изнашивание восстановленных лемехов компании Vogel&Noot // Труды ГОСНИТИ, том 111, часть 1, Москва. - 2013. - с. 50-55.
6. Михальченков А.М., Жуков А.А., Михальченкова М.А. Повышение ресурса лемехов армированием // Тракторы и сельхозмашины. - 2007. - №2. - с. 41-42.
