Обеспечение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин - Автореферат

Качество обработки почвы, энергетические расходы и общие затраты на обработку в значительной мере определяются конструкционными параметрами и состоянием рабочих органов. Рабочие органы почвообрабатывающих машин эксплуатируются в абразивной почвенной среде и интенсивно изнашиваются, изменяя свою форму и размеры, поэтому их приходится часто заменять или ремонтировать. В настоящее время для основной обработки почвы - пахоты используются рабочие органы, конструкционные параметры которых были разработаны 40…50 лет назад. Учитывая, что к настоящему времени значительно возросла масса уборочных машин, что повлекло за собой повышение уплотняемости почв, нагрузки на рабочие органы пахотных агрегатов выросли примерно в 4 раза, хотя сами рабочие органы не изменились ни конструкционно, ни материаловедчески. Ограниченный ресурс имеют рабочие органы и других почвообрабатывающих машин: диски лущильников и дисковых борон - 8…20 га, лапы культиваторов - 7…18 га.Большой вклад в изучение вопросов изнашивания рабочих органов почвообрабатывающих машин и разработки мер по повышению их работоспособности и долговечности внесли следующие ученые: Бернштейн Д.Б., Бойков В.М., Бурченко П.М., Винокуров В.Н., Виноградов В.Н., Голубев И.Г., Ермолов Л.С., Ерохин М.Н., Краснощеков Н.В., Крагельский И.В., Костецкий Б.И., Львов П.Н., Михальченков А.М., Ниловский И.Л., Огрызков Е.П., Панов И.М., Пронин А.Ф., Рабинович А.Ш., Розенбаум А.Н., Севернев М.М., Сидоров С.А., Синеоков Г.Н., Тененбаум М.М., Хрущов М.М. и многие другие ученые. Рабочие органы почвообрабатывающих машин работают в почве, которая представляет собой трехфазную дисперсную среду, состоящую из твердых, жидких и газообразных частиц, раздробленных и перемешанных между собой. Состав, агрегатное состояние и физико-механические свойства почвы в значительной мере определяют ее изнашивающую способность. Основными агентами износа рабочих органов являются твердые (HV 7…11 ГПА) минеральные частицы кварца и гранита, составляющие примерно 36,6…70,8% почвы. Большая часть частиц имеет округлую форму, но также присутствуют и частицы, имеющие острые грани и выступы, способные деформировать и изнашивать контактные поверхности деталей рабочих органов.Это обстоятельство можно объяснить тем, что при малых давлениях острота зерен абразива при микрорезании как относительно мягких, так и относительно твердых материалов, теряется достаточно медленно, поэтому износ обусловлен в основном усталостным разрушением материала. При значительных давлениях острота зерен при микрорезании трудноизнашиваемых материалов теряется значительно быстрее, чем при микрорезании легкоизнашиваемых, поэтому, хотя в целом при увеличении давления интенсивность изнашивания как тех, так и других материалов повышается, однако темп ее повышения при износе трудноизнашиваемых материалов значительно меньше, чем у легкоизнашиваемых, поэтому относительная износостойкость трудноизнашиваемых материалов повышается. Так как износ пропорционален изнашивающей способности абразива (почвы), давлению, пути трения, площади трения и обратно пропорционален относительной износостойкости образца (материала), то износ этого образца в весовом измерении Wэт, г будет составлять: (1) где к - коэффициент пропорциональности, г/МПА·км·см2. Так как закономерность изменения изнашивающей способности абразива (почвы) и относительной износостойкости материала от давления различны, введем в формулу 1 эталонного износа поправочные коэффициенты ?1 и ?2, учитывающие соответственно изменение изнашивающей способности почвы и относительной износостойкости материала в зависимости от давления p. При влажности супесчаной и песчаной почв в пределах 12…16%, коэффициент трения почвы о клеевую композицию примерно равен коэффициенту трения почвы о почву, обеспечивая, таким образом, легкое залипание поверхности, покрытой этой композицией и защищая ее от изнашивания.Исследования износостойкости материалов проводились на приборе ИМ-01 при трении вращающегося ролика из эластичного полимерного материала о поверхность исследуемого образца через прослойку абразивных частиц кварца или корунда размером 0,16…0,32 мм. Эталонный образец из стали 45 (HRB 90) изнашивался абразивной смесью из глины (размер частиц 0,01-0,001 мм) и песка (размер частиц 1,0-0,05 мм) в различных соотношениях. Исследования прочности клеевых и паяных соединений проводили на разрывной машине МР-0,5, позволяющей проводить испытания на растяжение и сжатие и измерять величину нагрузки с погрешностью не более 1% от измеряемой величины.Результаты испытаний их относительной износостойкости представлены в таблице 1. Анализ результатов испытаний этих сталей показывает, что их износостойкость зависит как от содержания углерода, так и состава легирующих добавок, и, прежде всего, от их соотношений. Для указанных параметров получено корреляционное уравнение зависимости относительной износостойкости сталей, которое имеет вид: ? = 0,24Х1 0,07Х2 0,11Х3-3,54,(27) где ? - относительная износостойкость стали при давлении P = 0,33 МПА