Проведено дослідження технологічних процесів відновлення зношених деталей сільськогосподарських машин (плужних лемешів, культиваторних лап), що працюють в умовах підвищеного абразивного зношування. Визначено вплив режимних параметрів технологічного процесу на якість відновленої поверхні ріжучих елементів робочих органів машин в умовах звичайного і вібраційного деформування. Відзначено, що технології відновлення на основі вібраційних коливань дозволяють створювати нові методи обробки, які характеризуються більш високою інтенсивністю: фізико-механічними властивостями матеріалу відновлених деталей, формою і розмірами, режимами обробки. Проведено тензометричні дослідження зміни параметрів ріжучих елементів робочих органів ґрунтообробних машин, що дозволили визначити величину деформацій в процесі обробки деталей. Розроблено математичну модель динаміки абразивного зношування вище зазначених робочих органів, яка дозволила визначити закономірності розподілу інтенсивності зносу ріжучого елемента робочого органу. На підставі отриманих кривих щільності розподілу величин зносу ріжучих елементів зазначених деталей визначено закон зношування, що дозволило виявити закономірності зміни деформаційно-напруженого стану робочої поверхні ріжучого елемента. Зроблено оцінку впливу основних факторів на процеси, що протікають в матеріалі деталей при експлуатації. Встановлені основні фактори вібраційної обробки робочої поверхні деталей: амплітуда, частота коливань обробного інструменту, час зміцнення. Встановлено критерії граничного стану деталей в умовах абразивного зношування: товщину кромки ріжучого елемента деталей та зміна розміру. Встановлена позитивна роль стискаючих напружень при обробці матеріалу деталей в підвищенні їх зносостійкості. Встановлено залежність величини зносу деталей від наступних основних факторів: матеріалу, способу відновлення, часу роботи. Доведено, що застосування вібраційних коливань обробного робочого органу, знижує інтенсивність зношування деталей ґрунтообробних машин, що є важливим і актуальним для підвищення надійності сільськогосподарських машинКлючові слова: зміцнююча обробка, пластичне деформування, вібраційне зміцнення, залишкові напруження, шорсткість поверхні, інтенсивність зношування UDC 621.793
Відновлення зношених деталей сільськогосподарської ґрунтообробної техніки є технічно та еко-номічно обґрунтованим, тому що дає змогу суттєво скоротити час простою, а також підвищити якість ремонту та позитивно впливати на показники надійності цих машин. Метою цього дослі-дження є забезпечення підвищення довговічності оброблювальної поверхні деталей при вібраційній обробці. У статті показано вплив тертя на нерівномірність деформування в шарах деформованого матеріалу. Обґрунтовано доцільність проведення відновлення деталей ґрунтообробних машин більш ефективними технологіями, а саме пластичним деформуванням. Виконані дослідження процесу деформаційного зміцнення оброблювального матеріалу деталі сільськогосподарських ґрунтооброб-них машин, що працюють в умовах підвищеного абразивного зношування, на основі теорії дислокацій. Показано вплив дислокацій на утворення внутрішніх напружень та зміцнення поверхневого шару оброблюваної деталі. Встановлено, що тертя, яке відбувається під час відновлення, сприяє поверхневій деформації в шарі деформованого матеріалу деталі. Встановлено, що при здійсненні об-робкою тиском змінювання властивостей обробленого шару деталі залежить від ступеня деформа-ції. Визначено, що сила тертя, яка виникає при обробці відновлюваної деталі, залежить від її мате-ріалу. Наведена залежність з визначення сили контактного тертя між поверхнями інструменту для обробки та деталі, що обробляється. Запропоновано розрахунки з визначення дотичних напружень, що діють на контактних поверхнях тертя. Встановлена математична величина контактного тертя. Наведені значення коефіцієнта тертя при звичайному та вібраційному деформуванні відновлюваної деталі. Визначено, що найменше значення коефіцієнта тертя має місце при амплітуді коливань 0,5 мм. Також теоретичні дослідження свідчать, що при вібраційній обробці коефіцієнт тертя зни-жується у 2,5 раза. Зниження коефіцієнта тертя сприяє зміцненню поверхні деталі, що обробляється.
Одним з основних видів зношування робочих органів ґрунтообробних та посівних машин є абразивне зношування. Таке зношування призводить до втрати працездатності леза робочих органів, зокрема зернопосівних машин.Під час виконання механізованих технологічних операцій посіву зернових культур дискові сошники сівалок знижують (втрачають) свою працездатність в разі, коли відстань між їх кромками в місці, де вони сходяться, перевищує 5 мм. Останнє обумовлено зменшенням зовнішнього діаметра дисків і є підґрунтям для заміни дисків.Економічно обґрунтовано здійснення відновлення зношених дисків. Тому у статті розглянуто існуючі методи відновлення робочих органів зернопосівних машин. Запропоновано метод відновлення зазначених деталей з використанням механічних вібраційних коливань обробного інструменту.Основні параметри відновлених дисків, з використанням механічних вібраційних коливань обробного інструменту, порівняно з параметрами відновлених дисків методом наплавлення зношеного шару металу.Експериментально підтверджено, що спосіб відновлення посівних дисків впливає не величину їхнього остаточного ресурсу. Перевагу надано вібраційному відновленню.Проведені дослідження процесу вібраційного зміцнення матеріалу деталей, які сприяють підвищенню якості відновлення дисків сошників зернопосівних машин, що забезпечує їх підвищену зносостійкість і, відповідно, підвищення ресурсу.Встановлено основні параметри обробки при вібраційному зміцненні (амплітуда, частота коливань обробного інструменту, час обробки).Проведеними дослідженнями встановлено характер інтенсивності зношування діаметра дисків сошників і товщини їх леза.Встановлено, що зносостійкість, а отже, і ресурс дисків сошників залежать як від їх параметрів, так і від способу відновлення.Отримані дані стендових випробувань дозволяють розробити і впровадити у виробництво технологію відновлення дисків сошників методом вібраційного деформування.
No abstract
Об'єктом дослідження є технологічний процес підвищення надійності відновлення дисків сошників зернових сівалок вібраційним зміцненням. Одним з найбільш проблемних місць є недостатня вивченість даного технологічного процесу при відновленні сільськогосподарських машин. Для появи більш глибоких уявлень про процес вібраційного зміцнення матеріалу деталей необхідно проведення експериментальних досліджень по вивченню впливу параметрів обробки на ступінь зміцнення.В ході дослідження процес вібраційного зміцнення наплавленої поверхні здійснювався на виготовленій авторами даного дослідження вібраційній установці. Для вибору параметрів обробки та визначення їх оптимальних значень проведені мікроструктурні дослідження матеріалу дисків. Виявлено та обґрунтовано основні параметри зміцнення: амплітуду і частоту коливань обробного інструменту, час зміцнення, та визначено їх значення: А = 0,5 мм; n = 1400 хв -1 ; t = 20 с. В результаті досліджень встановлено, що при вібраційному зміцненні структура матеріалу більш дрібнозерниста. Збільшення мікротвердості на поверхні наплавленого шару можна пояснити більшим дробленням зерен і збільшенням їх числа. Це, в свою чергу, викликає активізацію дислокацій у всіх зернах, прилеглих до поверхні. При вібраційному деформуванні протяжність границь зерен збільшується і тим самим утворюється більше зон ковзання дислокацій. Цим можна пояснити механізм зміцнення.Проведено оцінку експлуатаційної надійності дисків за такими показниками: напрацювання за сезон і коефіцієнт технічного використання. У сівалок з дисками, відновленими приварюванням сегментів з наплавленням сормайтом і вібраційним зміцненням, коефіцієнт технічного використання в 1,053 рази вище, ніж у сівалок з новими дисками.Завдяки застосуванню розробленої технології відновлення забезпечується можливість знизити в 1,49-1,70 рази швидкість затуплення леза. Це забезпечує збільшення часу його роботи. У порівнянні з аналогічними відомими технологіями, розроблена технологія вібраційного зміцнення лез дисків забезпечує найбільшу зносостійкість і збільшення в 1,34 рази напрацювання в порівнянні з новими дисками.Ключові слова: технологічний процес обробки, зміцнення вібрацією, зносостійкість деталей, коефіцієнт технічної готовності.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.