Відновлення деталей сільгосптехніки

Як забезпечити довговічність сільськогосподарської техніки?

Це питання часто стає наріжним каменем діяльності сучасного вітчизняного аграрія.

Сучасне сільгоспвиробництво практично неможливо уявити без застосування як на полях, так і на фермах високоефективних сільськогосподарських машин, знарядь, реманенту та інструментів. Проблема забезпечення необхідної довговічності техніки в сільгоспвиробництві завжди залишається актуальною. Враховуючи це потрібне уточнення основних пріоритетних напрямків розвитку підприємств сільськогосподарського машинобудування.

Разом з такими важливими завданнями, як використання новітніх матеріалів і високоякісних комплектуючих техніки, які вирішують на підприємствах і в проектно-конструкторських організаціях галузі, продовжується робота з розвитку сучасної елементної бази та оптимізації конструкцій робочих органів для реалізації основних виробничих процесів АПК.

Напрямки підвищення довговічності робочих органів сільськогосподарських машин, використовуваних у машинобудуванні та ремонті, можна розділити на наступні групи:

• Обґрунтування досконалих конструкцій;
• Оптимізація геометрії різальних кромок лез для забезпечення їх самообострения;
• Пошук та обгрунтування нових матеріалів для їх виготовлення;
• Використання різних методів хіміко-термічної й термічної обробок;
• Нанесення зміцнювальних і зносостійких покриттів.

Важливе значення для виробництва високонадійної сільгосптехніки має реалізація принципу смообострения при виготовленні їх робочих органів. Принцип самообостряющий характеризується виборчим зносом деталей і забезпечує збереження загостреною конфігурації ріжучої кромки деталі в процесі роботи. За раціонального обґрунтування товщини твердого і м'якого шарів вдається підтримувати загострений профіль різальної кромки на одному рівні. При цьому твердий шар ріжучої кромки відпрацьовується повільніше, ніж м'який. Для подовження періоду довговічності деталей можна використовувати нижню або верхню зміцнення леза.

Встановлено, що одна з найбільш спрацьовувань деталей плугів - леміш. Відомо, що опір лемеші становить 50-70% опору корпусу плуга. Тобто від стану лемеші, товщини ріжучої кромки і кута загострення залежить загальний опір плуга. Частіше застосовують долотоподібні орала. Виготовляють їх із спеціальної лемешной стали Л-53, Л-65. Носок і лезо лемеша гартують і відпускають на ширину 15-20 мм. Лезо лемеша загострюють до товщини 1 мм і кута не більше 40 °. Леміш, спрацьований до ширини менше 108 мм (перевіряють з допомогою спеціального шаблону), відновлюють відтягуванням до нормального профілю з відхиленням по ширині не більше 5 мм, а по довжині - не більше 10 мм завдяки металу тильного боку (магазину). Відтягування виконують не більше чотирьох-п'яти разів. Поверхня відтягнутого лемеша має бути рівна, без тріщин. Відхилення його стінки від площинності допускається не більше 2 мм, опуклість робочої поверхні леза - до 4 міліметрів.

Після відтягування леміш загострюють з лицьового боку, потім нагрівають до 700 ... 800 ° С і гартують на ширину 20-25 мм у солоній 10%-ної воді при температурі 40 ° С протягом 6 з з боку леза до твердості 440-650 НВ і відпускають по t = 350 ° С з охолодженням на повітрі. Для підвищення стійкості проти спрацювання лезо лемеша виготовляють самозагострювальних, що наплавляється його тильна сторона твердим сплавом "Сормайт № 1". Перед наплавленням в лемеша відтягують смугу шириною 25-30 мм з боку леза і ділянку шириною 55-65 мм у носка. Товщина наплавленого шару повинна становити 1,4-2 мм. В ремонтних майстернях підприємств АПК наплавлення здійснюють ацетилено-кисневим полум'ям дротом діаметром 6 мм "Сормайту № 1". Коли спрацювання становить 18-22 мм (ширина лемеша - менш 92-90 мм), леміш відновлюють приварюванням додаткової смуги, виготовленої з бракованої лемешів або з смуговий, спеціального профілю, сталі 45. Для цього попередньо відрізають спрацьовану частину лемеша з допомогою повітряно-плазмової або повітряно-газового пальника.

Основним знаряддям для суцільної та міжрядної знищення бур'янів, для передпосівної обробки і розпушування грунту використовують культиватори, які оснащуються стрілчастими лапами з хвостовиками. Тільки стрілчастих лап стандарт передбачає 21 типорозмір, включаючи як звичайні лапи, так і наплавлені зносостійким матеріалом. Основним критерієм граничного зносу лап є зменшення ширини крила у середній частині до 36-38 мм і досягнення лінійного спрацювання носка до 30 мм. Гранична товщина ріжучої кромки леза повинна становити 0,8-1 мм Слід зазначити, що лінійне спрацювання лапи до загострення становить 2-5 мм Виходячи з цього, перед підприємствами сільгоспмашинобудування стоїть завдання продовження строку використання культиваторных лап без їх заміни способом самообострения.

Лапи культиваторів виготовляють із сталі 65Г з твердість ріжучої кромки 44-54 HRC. Проводили також експериментальні дослідження культиваторных лап, які були виготовлені з двошарового листа товщиною 5-6 мм. Основа листка була виготовлена із сталі 65Г, а зносостійкий шар - з сталі Х6Ф1 твердістю HRC 20. Технологію розробили співробітники ВИСГОМу та Інституту чорної металургії. Відомі також способи підвищення довговічності лап завдяки зміцненню тильного боку цементацією, ціанування і загартовуванням. Але вони не знайшли свого застосування у виробництві.

Вчені ІЕЗ ім. Патона встановили можливість нарощування сталевих деталей з товщиною ріжучої кромки 1-1,5 мм легованими зносостійкими сплавами "Сормайт-1", ТС-1, ДХ і псевдосплав ПС-14-80, ПС-14-60. На заводах з масовим виробництвом робочих органів грунтообробної техніки "Червона зірка" (Кіровоград) і "Червоний Акай" (Ростов-на-Дону) знайшло своє застосування індукційне наплавлення деталей сормайтом, релита і псевдосплав сумішей на основі сормайту.

Для зміцнення і нанесення захисних покриттів досить перспективним є метод електроерозійного легування (ЕЕЛ). Технологічна суть ЕЕЛ полягає в перенесенні легуючого матеріалу анода на леговану поверхню з іскрового розряду в повітряному середовищі. Завдяки значній гамі металів, які можна використати при ЕЕЛ, участі міжелектродного середовища у процесі формування поверхневих шарів цим методом можна в широких межах змінювати механічні, термічні, електричні, термоэмиссионная та інші властивості робочих поверхонь деталей при їх виготовлення і ремонту.

Плазмове напилення робочих органів порошками системи оксид алюмінію-нікелю забезпечило підвищення зносостійкості деталей вдвічі-втричі в порівнянні з серійними.
Нещодавно науковці Національного університету біоресурсів і природокористування для підвищення довговічності ріжучих елементів грунтообробних машин запропонували ефективний напрям, в якому передбачено управління їх зносом завдяки дискретному зміцненню лез по довжині або по площі. Випробування показали, що завдяки оптимальному розміщенню зміцнювальних наплавляемого точок, довговічність лемеша плуга, виготовленого із сталі Л53, підвищується до 4,5-4,8 рази.

Для індукційного і газопорошковой наплавлення різальних елементів використовують порошки на основі заліза: ПГ-УС25, ПГ-С27, ПГ-ФБХ-6-2. Для газопорошковой та плазмово-порошкового наплавлення різальних елементів робочих органів машин цікаві порошки на основі нікелю і кобальту. Країни СНД можуть запропонувати такі суміші: УС-25, сталініт, сормайт; шихти ДХ, КБ. Закордонні фірми випускають самофлюсовальные порошки Cabot (США), "ІТП" (Австрія).
Забезпечити належну точність поверхні під час виготовлення та ремонту деталей здатні холодні методи відновлення. У сучасному виробництві і ремонті більшості виробів автотракторної техніки для забезпечення належних експлуатаційних властивостей використовують гальванічне залізнення і хромування. Ці методи впливу на поверхневий шар дозволять уникнути негативних явищ, що виникають при використанні гарячих способів. До таких покриттів висувають цілий ряд вимог. У них повинні бути: хороша адгезія, наявність або відсутність пір в покритті (залежно від умов експлуатації), низька шорсткість поверхні (за умови можливості досягнення значної товщини покриття).

Для ремонтного виробництва, зокрема сільгоспмашин, головне значення має анулювання механічної обробки деталі до і після відновлення хромуванням.
Деякі з цих методів вже успішно використовують на передових ремонтних підприємствах для механічної обробки деталей, наприклад, чистова обробка деталей з холодною пластичною деформацією. Суть цього методу полягає в тому, що під впливом деформуючого елемента (куля, ролик) за взаємною відносного переміщення інструмента і деталі нерівність оброблюваної поверхні пластично деформуються. Така обробка високопродуктивна і дає можливість отримати поверхню з шорсткістю 9-12 класів у поєднанні із зміцненням поверхневого шару. Цей метод застосуємо для всіх металів, які деформуються в холодному стані: незагартована стали, кольорові метали і чавуни. Для обробки пластичною деформацією зовнішніх циліндричних поверхонь і отворів застосовують інструменти і деформуючі елементи різних конструкцій. Щоб забезпечити високу точність обробки отворів, застосовують жорсткі кулькові і роликові розкаточники. При обробці деталей пластичною деформацією досягають 40-70% відносного зміцнення, мікротвердість поверхні підвищується на 25-54% при глибині деформації 0,08-0,18 мм, втомна міцність зростає в середньому на 15 відсотків.

Важливе значення має подовження терміну служби корпусних деталей з чавуну, задають конфігурацію машини і взаємне розміщення інших деталей. Одним з дефектів корпусних деталей, які важче усунути, є тріщини. Існує ціла гама різних способів усунення тріщин, серед яких, на нашу думку, практичне застосування в сучасних умовах економіки України має газове зварювання.

Газове зварювання чавуну здійснюють нейтральним полум'ям або з невеликим надлишком ацетилену; зварювальні пальники вибирають так, щоб забезпечити потужність полум'я з розрахунку витрати 100-120 л / год ацетилену на 1 мм товщини металу. В залежності від обсягу зварювальних робіт, можна застосовувати пальники № 3, 4 або 5. Присадних матеріалів можуть бути чавунні прутки діаметром 6-8 м. Розплавлення чавун посилено поглинає кисень з повітря і покривається окисною плівкою. Оскільки температура плавлення чавуна 1200 ° С, тобто нижче температури плавлення його оксидів (1400 ° С), при зварюванні слід застосовувати флюси, а саме: 1) бура (Na2B4O7) 2) суміш, що складається з 50% бури, 47 % бікарбонату натрію (NaHC03) і 3% оксиду кремнію (Si02), 3) суміш 56% бури, 22% карбонату натрію (Na2C03) і 22% карбонату калію (К2СО3). Флюс до місця зварювання способом занурення в нього нагрітого кінця присадного прутка.

При зварюванні з підігрівом корпусних деталей з сірого чавуну застосовують спеціальні електроди, наприклад ЗМЧ-1. Для покриття електродів застосовують суміш, що складається з крейди (25%), польового шпату (25%), графіту (41%), феромарганцю (9%), рідкого скла (30-35%). Товщина покриття діаметра електродів від 6 до 10 мм береться в межах 0,5-1,1 мм Довжина дуги повинна дорівнювати діаметру електрода. По діаметру електрода 6 мм рекомендується струм 250 А, 8 мм - 350 А і 10 мм - 450 А. Зварювання чавуну без попереднього підігріву здійснюють електродами з маловуглецевої сталі, мідними електродами або електродами з монель-металу (сплав міді з нікелем).

Малоуглеродистыми електродами служать прутки із сталі 10 або 08КП з покриттям (електроди типу Е-34). Зварюють електродами діаметром 3-4 мм за сили струму приблизно 30-40 А / мм діаметра металевого стрижня електрода). Зварюють ділянками з перервами, даючи деталі можливість охолоджуватися до 50 ... 60 ° С. З мідних електродів самими є електроди ОЗЧ-1. Вони складаються з мідного сердечника і покриття: мармур - 27%, ферротитан - 6, феромарганець - 2,5, феросиліцій - 5%, плавиковий шпат - 7,5, кварцовий пісок - 4,5 і залізний порошок - 50%, містить не менше 96% металу. Розчинне скло беруть в кількості 30% до сумарної маси компонентів. Товщину покриття на сторону за діаметра електродів від 3 до 5 мм беруть 0,9-1,6 мм, силу струму - 90-200 А. Зварювання електродами ОЗЧ-1 здійснюють тільки постійним струмом при зворотній полярності.

Узагальнюючи викладене, можна сказати, що забезпечення надійності сільгосптехніки залежить від рівня вивчення і досконалості кожного з представлених методів і напрямків. Вдосконалення сільгоспмашин, розвиток технологій відновлення їх працездатності сприяє подальшому розвитку, ускладнення систем і методів підвищення їх надійності. Підвищення довговічності нероздільно пов'язана з проблемою зносостійкості машин, агрегатів і особливо робочих органів, від яких залежить якість технологічного процесу. Успішне вирішення цих завдань залежить від знання закономірностей тертя та зношування, які визначаються не тільки властивостями матеріалу деталей, що піддаються тертю, але й умовами їх використання.