CC BY
13
УДК 631.354
DOI 10.1555/2409-3203-2017-0-10-95-97
ВЛИЯНИЕ И УПРОЧНЕНИЕ СЕГМЕНТОВ ЗЕРНОУБОРОЧНОГО КОМБАЙНА ЭЛЕКТРОДИФФУЗИОННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ
Ставицкий Алексей Владимирович
преподаватель кафедры Энергообеспечения с/х ФГБОУ ВО Государственный аграрный университет Северного Зауралья
Россия, г.Тюмень
Аннотация: Восстановление и упрочнение изношенных деталей многие годы не теряет своей актуальности, поскольку является основным путём снижения себестоимости и повышения качества ремонта оборудования. Данный вопрос, применительно к перерабатывающим отраслям АПК, заключается не только в обеспечении технологического качества восстанавливаемых деталей при сравнительно низкой себестоимости их восстановления, но и в строгом соблюдении санитарно-гигиенических требований, исключающих загрязнение пищевых продуктов[1, с.3].
Ключевые слова: сталь; поверхностный слой; электрический ток; диффузия; структура; упрочнение; микротвердость; износ; термоэлектрическая обработка; блок; электродиффузионная обработка.
INFLUENCE AND HARDENING OF COMBINE HARVESTER SEGMENTS JELEKTRODIFFUZIONNYM IMPACT
Stavitskiy Aleksej Vladimirovich
Lecturer, Department of Energy farming RUSSIAN State Agrarian University in Northern Zauralye, Russia, Tyumen
Abstract: Restoration and reinforcement of the worn parts for many years does not lose its relevance, because is the principal way to reduce cost and improve the quality of repair of equipment. This question, in relation to the processing industries of AGROINDUSTRIAL COMPLEX is not only to ensure the technological quality of the parts being recovered at relatively low cost to restore them, but in strict observance of sanitary-and-hygienic requirements, excluding food contamination.
Key words: steel; surface layer; electric current; diffusion; structure; Hardening; microhardness; wear; thermoelectric processing; Unit; jelektrodiffuzionnaja processing.
В сложившейся ситуации необходимо внедрение научных разработок на машиностроительных предприятиях и в ремонтных цехах, одной из которых является электродиффузионная термическая обработка (ЭДТО), ранее называвшаяся термоэлектрической. Суть ЭДТО заключается в создании направленной диффузии легирующих компонентов и углерода в поверхностный слой изнутри образца, а не из внешней насыщающей среды. В результате поверхность детали обогащается легирующими элементами, углеродом входящими в состав стали, и улучшаются эксплуатационные
95
характеристики изделия. Преимуществами инновационной разработки являются простота технологии и используемого оборудования, стабильность результатов, безотходность, экологическая чистота, низкая себестоимость [2, с.63].
Для упрощения технологии и облегчения в обслуживании была разработана установка для термоэлектрической обработки стальных упрочняемых деталей. Упрощение технологии ТЭО происходит за счет применения более простого серийно изготовляемого оборудования при обеспечении заданного уровня упрочнения поверхностного слоя стальных деталей; замена потенциостата в поляризационном блоке известной установки аккумуляторной батареей и реостатом позволила регулировать режим поляризации упрочняемой детали в требуемом диапазоне за счет изменения сопротивления реостата. При этом из установки для термоэлектрической обработки исключили сложное электронное устройство, требующее регулярного технического обслуживания специалистом-электронщиком и имеющее более низкую надежность в эксплуатации по сравнению с аккумуляторной батареей. Кроме того, стоимость потенциостата в десятки раз превышает суммарную стоимость батареи и реостата. Предлагаемая замена позволяет удалить электрод сравнения из тигля с расплавом и использовать только вспомогательный электрод и упрочняемую деталь.
Наиболее часто изнашиваемыми деталями режущего аппарата зерноуборочных комбайнов являются сегменты. Опыт эксплуатации показывает, что наблюдаются изломы, выкрашивание и значительный износ лезвий сегментов, особенно на почвах не соответствующих агротребованиям уборочных работ (засоренных камнями). Причинами этого нередко являются необоснованный выбор конструкционного материала и технология изготовления сегментов, которые не могут в полной мере обеспечить предъявляемые эксплуатационные требования.
Марки сталей для изготовления сегментов, противорежущих пластин и ножевых полос и способы их термической обработки должны обеспечивать показатели надежности в соответствии с ГОСТ 158-74. Для проверки указанных деталей предприятие-изготовитель должно производить приемосдаточные испытания, план и порядок проведения контроля которых должны соответствовать требованиям ГОСТ 18242-72, ГОСТ Р 50779.71-99. Полный ресурс сегментов, противорежущих пластин и ножевых полос при работе на полях, соответствующих агротребованиям уборочных работ, должен быть (в среднем): для сегментов - 3,5 га/шт, противорежущих пластин - 6,5 га/шт. [2, с.42].
Допускается применение на режущих кромках и трущихся поверхностях режущих частей различных упрочнений, улучшающих их режущие свойства и надежность. Методы контроля упрочняющих покрытий установлены ГОСТ 9.302-88, а также стандарты и технические условия на соответствующий вид упрочнения. К сожалению, упрочнение сегментов выполняют не все предприятия-изготовители, в том числе и иностранные. Возможно, это связано с получением дополнительной прибыли от большего объема продаж быстроизнашивающихся деталей.
В настоящее время ведется работа над созданием новых типов режущих аппаратов, а также разработка технологий упрочнения поверхностного слоя рабочих деталей для повышения эксплуатационных свойств. Кроме того, немаловажным является исключение зависимости отечественных предприятий АПК от иностранных поставщиков запасных частей и комплектующих [3, с.51].
Технология ЭДТО заключалась в следующем. После того как температура в шахтной печи достигала 850 °С, в тигель с расплавом тетрабората натрия погружали упрочняемый сегмент и вспомогательный электрод. Затем устанавливали необходимый потенциал, обеспечивающий требуемый ток обработки, что контролировали с помощью потенциометра и миллиамперметра. Далее через упрочняемый сегмент и вспомогательный электрод пропускали электрический ток плотностью от 0,02 до 0,03 А/см2 в течение 2 часов.
После окончания обработки отключали питание, извлекали сегмент из расплава и охлаждали в масле[4, с.140].
Структуру шлифов выявляли на металлографическом микроскопе Альтами МЕТ 1М после их травления 4 %-м ниталем при увеличениях от 70 до 800 крат. Часть сегментов, подвергнутых электродиффузионной термообработке, разрезали (рис. 1, а) для изготовления последующих продольных и поперечных микрошлифов (рис. 1, б), с целью проведения металлографических исследований и определения микротвердости.
а б
Рисунок. 1. Этапы изготовления микрошлифов сегментов, подвергнутых ЭДТО: а - места разреза сегмента; б - готовый микрошлиф
Результаты металлографических исследований показали, что упрочненный электродиффузионной термообработкой поверхностный слой не имеет резкой переходной границы со срединными слоями сегмента, т.о. отслоение или выкрашивание материала маловероятно. Кроме того, установлено повышение дисперсности структурных составляющих в поверхностных участках сегмента.
Перед проведением полевых испытаний на жатку комбайна «ACROS-530» устанавливали новые серийные сегменты и упрочненные ЭДТО. Крепление сегментов было по типу «сменный рез», т.е. все сегменты на ноже закрепляли режущей кромкой попеременно вниз и вверх.
Таким образом, в результате электродиффузионной термообработки на поверхности сегментов за счет внутренних резервов материала формируется упрочненный слой толщиной 200 мкм, который является частью изделия. Полевые испытания сегментов, подвергнутых ЭДТО, показали повышение их износостойкости в 1,5 раза по сравнению с серийными. Следовательно, использование электродиффузионной термообработки деталей позволит снизить эксплуатационные расходы и сократить простои сельскохозяйственной техники. В сложившихся геополитических условиях и в целях устранения зависимости предприятий АПК РФ от поставок запасных частей из-за рубежа возможна замена импортных сегментов режущего аппарата зерноуборочных комбайнов отечественными более дешевыми аналогами, подвергнутыми электродиффузионному упрочнению с получением превосходящих эксплуатационных свойств.
Список литературы:
1.Жданович М.Ф., Паульс В.Ю., Ставицкий А.В., Скок М.А. Особенности формирования упрочненного слоя электродиффузионной термообработкой // Молодой ученый. - 2015. - № 6-5 (86). - С. 1-4.
2.Паульс В.Ю., Смолин Н.И., Ставицкий А.В., Скок М.А., Жданович М.Ф. Инновационная технология электродиффузионного упрочнения ножей косилок // Тракторы и сельхозмашины. - 2015. - № 5. - С. 40-42.
3.Паульс В.Ю., Кусков В.Н., Смолин Н.И. Упрочнение деталей трактора Т-4А из низколегированных сталей электродиффузионной термообработкой // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2008. - № 12. - С. 50 - 51.
4. Ставицкий А.В. Упрочнение ножей косилок электродиффузионной термической обработкой //Новые задачи технических наук и пут их решения. Сборник статей Международной научно-практической конференции. - 2016. - С. 139-142.
5.Патент на полезную модель № 148889 Российская Федерация, МПК F27B19/02. Установка для электродиффузионной термообработки полых деталей / Паульс В.Ю., Жданович М.Ф., Смолин Н.И., Скок М.А., Ставицкий А.В. (РФ); заявл. 10.06.14, опубл. 20.12.14, Бюл. № 35.
