Підвищення ресурсу лемішів плугів термозміцненням поверхні методом наплавлення валиків

Abstract

Актуальність теми кваліфікаційної роботи. Незважаючи на досить широке впровадження в останні десятиліття ґрунтозахисних технологій, оранка лемешно-відвальними плугами поширена як найефективніший вид основної обробки ґрунту. Леміш плуга є найбільш навантаженою і важливою деталлю, від параметрів якої переважно залежить якісні, енергетичні та економічні показники технологічної операції оранки. У зв'язку з цим дослідження, спрямовані на підвищення ресурсу лемешів плугів загального призначення, є актуальними та мають важливе господарське значення. Мета кваліфікаційної роботи – розробка способу підвищення ресурсу лемішів плугів термозміцненням поверхні методом наплавлення армуючих валиків. Завдання: Для вирішення поставленої мети необхідно вирішити наступні завдання: - запропонувати технологію термозміцнення плужних лемешів методом крокового наплавлення поверхні одиночними валиками; - проаналізувати якість наплавлення; - провести апробацію розробленої технології; - орієнтовано оцінити очікувану економічну ефективність. Об’єкт дослідження технологія термозміцнення плужних лемешів методом крокового наплавлення поверхні одиночними валиками із застосуванням електродів для зварювання вуглецевих сталей. Предмет дослідження підвищення ресурсу лемішів плугів термозміцненням поверхні методом наплавлення армуючих валиків. Теоретичне та практичне значення одержаних результатів. Застосування матеріалознавчих методів, що виражаються в термозміцненні долотоподібної області суцільнометалевих лемешів, а також використання для наплавлення твердих сплавів на ділянки деталі, що зношуються, що дає змогу збільшити ресурс в 1,3 – 2,0 рази. За рахунок внесення конструктивних змін у вигляді нанесення валиків перпендикулярно до польового обрізу лемеша на локальних ділянках забезпечується збільшення напрацювання до граничного стану 1,3-1,8 рази. Застосування розроблених технологій не потребує використання дорогих матеріалів та високої кваліфікації виконавців. Проведені наукові дослідження дозволили розробити та запропонувати ремонтному виробництву нову технологію підвищення зносостійкості робочих органів ґрунтообробних машин нанесенням бар'єрних армуючих валиків.Запропоновано спосіб зміцнення плужних лемішів шляхом отримання більш рівноміцної поверхні тертя. Наплавлення валиків проводили електродом Ø3,0мм УОНІ-13/55 на лицьовій стороні леміша згідно розробленої схеми. Параметри режиму: напруга – 220В, сила струму – 170А, витрата електродів на 1 леміш – 4 шт. Оцінено технологічні можливості кекрування твердістю зміцнюємої поверхні. На основі формування бар'єрів на шляху тертя абразивних частинок, виникає неоднорідність питомого тиску ґрунтової маси в контактному шарі, обумовлюючи циклічне формування знакозмінних стискаючих і розтягуючих напруг, що сприяють розпушенню та руйнуванню контактної поверхні тонкого шару ґрунтового пласта, що знижує у зоні контакту робочої поверхні леміша. Зміцнені леміші наплавкою армуючих бар’єрних валиків перевірено на зносостійкість в умовах оранки. При аналізі тепловізером видно, що зі збільшенням напрацювання підвищується температура на робочій поверхні леміша. В зонах найбільшого впливу абразиву температура підвищена. На носку проходить збільшення коерцитивної сили, що свідчить про вплив абразиву та підвищення внутрішніх напружень при роботі. Долі по перерізу леміша наблюдається зменшення коерцитивної сили, що свідчить про незначний вплив ґрунту на задню частину леміша. Інтенсивність тепловиділення залежить від роботи тертя та розмірів майданчика, на якому вона відбувається. Робота, що проводиться зовнішньою силою проти сил тертя, перетворюється на тепло і йде на нагрівання тіл, що труться. Для визначення місць максимальної інтенсивності зношування запропоновано -тепловізор. Який здатний контролювати, як розподіляється температура поверхні різних об'єктів з точністю до 0,1ºС. Реалізація технології можлива як у стаціонарних умовах на спеціалізованих підприємствах, що займаються виготовленням техніки, так і в невеликих майстернях та навіть у польових умовах за наявності джерела електричної енергії. Розрахунковий річний економічний ефект від запровадження запропонованої технології у масштабах Харківської області становитиме 92463 грн. при зміцненні 300 лемішів плугів, що підтверджує доцільність її впровадження у виробництво.