ОПТИМИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ АГРЕГАТОВ

Введение 5
1 Современное состояние проблемы упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин
9
1.1 Основные причины выхода из строя рабочих органов почвообрабатывающих машин
9
1.2 Анализ существующих способов восстановления и упрочнения рабочих органов. Применяемые материалы
17
1.3 Применение технической керамики для создания износостойких покрытий
22
2 Разработка методики плазменного напыления композиционных порошков
33
2.1 Исследование механизма образования износостойких структур при плазменном напылении металлизированных керамических порошков
42
2.2 Влияние нагрева и движение частиц порошка в плазменной струе 46
2.3 Влияние межфазного взаимодействия в порошковых частицах 50
2.4 Влияние химического взаимодействия компонентов и формирование покрытие
53
3 Экспериментальные исследования режимов получения металлических покрытий на порошковых частицах керамических материалов
56
3.1 Программа экспериментальных исследований 56
3.2 Результаты экспериментальных исследований 56
4 Оценка экономической эффективности применения технологического процесса упрочнения
70
Общие выводы 81
Список использованных источников 83

Весь текст будет доступен после покупки

Качество работ, выполняемых сельскохозяйственной техникой, напрямую зависит от состояния рабочих органов машин. В частности, для операций почвообработки огромную роль играют почворежущие сельскохозяйственные агрегаты. Именно от них зависит качество технологического процесса, затраты на его проведение и сроки выполнения работ. Очевидно, что одним из важнейших показателей, определяющим надёжность машины, является ресурс рабочего органа.
На фоне прогрессирующего старения и сокращения машинно-тракторного парка хозяйств (текущая обеспеченность 45...60% от норматива) уровень использования производственных мощностей различных ремонтно-технических предприятий лежит в пределах 10...36%. Однако в последние годы появился экономический эффект от работы ремонтно-обслуживающей базы. Около 25% сервисных предприятий даже наращивают объёмы работ. В частности в Курской области и в настоящее время продолжается процесс совершенствования сервисной службы [1].
Для организации технического обслуживания, проверки и ремонта сельскохозяйственной техники создана и успешно работает машинно-технологическая станция ФГБУ «Центрально-Черноземная МИС» в Курском районе Курской области. Именно на базе данных организаций и крупных сетевых холдингов представляется возможным внедрение современных технологических процессов восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственных машин.
Затраты на ремонт и техническое обслуживание техники составляют до 15% от всей валовой продукции сельского хозяйства. При этом в структуре этих затрат 70...75% приходится на закупку новых запасных частей и лишь 8... 10% приходится на восстановление и упрочнение изношенных деталей машин [3].
Существует два подхода при изготовлении рабочих органов почвообрабатывающих машин. Первый заключается в выпуске рабочих органов из легированных сталей типа 65Г с последующей термообработкой. Данный подход получил широкое распространение на отечественных заводах изготовителях рабочих органов. Рабочие органы получаются дешёвыми и имеют невысокий ресурс, что приводит к их частой замене на почвообрабатывающих машинах.
В последнее время наблюдается тенденция снижения качества поставляемых деталей, в связи с внедрением на производство китайского рынка. При этом зачастую не соблюдается установленная технология производства, изменяются геометрические параметры деталей и их физико-механические свойства. Рабочие органы, выпускаемые такими предприятиями, не соответствуют требованиям качества и не обеспечивают номинального ресурса работы [4].
Для второго подхода характерно применение высоколегированных сталей с последующей качественной термообработкой, либо упрочнением режущей части твёрдыми сплавами. Данное направление получило широкое распространение за рубежом. Упрочнённые на этапе изготовления рабочие органы почвообрабатывающих машин выпускают такие фирмы, как La Pina (Испания), Forges de Niawx (Франция), Land (США, Великобритания). Необходимо отметить, что перечисленные предприятия являются специализированными, то есть занимаются выпуском только рабочих органов [4].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Современное состояние проблемы упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин

1.1 Основные причины выхода из строя рабочих органов почвообрабатывающих машин

К рабочим органа почвообрабатывающих машин относят такие детали как: лемех, отвал и полевая доска; лапы культиватора; диски борон, лущильников и сеялок; зубья фрез и т.д. Для изготовления этих деталей используют следующие материалы: сталь Л50, сталь Л53, Ст. 5, сталь 45, сталь 60, сталь 65Г, сталь 70Г.
Рабочие органы почвообрабатывающих машин эксплуатируются в условиях постоянного и интенсивного абразивного и ударно-абразивного изнашивания со стороны нефиксированной абразивной массы - почвы. Скорость движения достигает 4 м/с а давление на поверхность детали со стороны почвенной массы лежит в пределах от 0,1 до 4 МПа [5]. Механизм изнашивания почворежущих деталей типичен и подчиняется определённой закономерности. Следовательно, его можно исследовать на примере какой-либо одной детали.
Детали машин, изнашиваемые в абразивной среде, довольно быстро меняют свои размеры и форму. Скорость разрушения рабочих органов определяется условиями их работы.
Почву необходимо рассматривать как твёрдое тело с весьма шероховатой поверхностью и подвижным активным слоем. Это объясняется тем, что не каждое зерно на поверхности трения способно вступать в контакт с металлом, а скорость относительного перемещения частиц почвы значительно меньше поступательной скорости рабочего органа почвообрабатывающей машины. Кроме того, большая часть частиц имеет округлую форму и в процессе движения по поверхности рабочего органа занимает более устойчивое положение по отношению друг к другу и к изнашиваемой поверхности [5, 6].
Характер и интенсивность изнашивания почворежущих деталей зависят от физико-механических свойств почвы. Существует множество разновидностей почв, различающихся механическим составом, а значит и изнашивающим воздействием на деталь. Наиболее распространённым минералом в составе почвы является кварц (HV 10,5... 12,5 ГПа), составляющий 75-85% почвы. Далее по степени распространения идут полевые шпаты, роговые обманки, слюды, рудные минералы, граниты и т.д. (HV 6,5...7,2 ГПа) [5].
В работе [5] по абразивному воздействию на деталь все почвы подразделяются на три категории в зависимости от коэффициента изнашивающей способности. Он характеризует отношение интенсивности износа детали данной почвой к интенсивности износа той же детали эталонной абразивной средой при одних и тех же условиях. К первой категории относятся почвы с коэффициентом изнашивающей способности 1,3-3. С увеличением содержания глинистых частиц коэффициент изнашивающей способности такой почвы резко уменьшается. При работе в данной почве детали почвообрабатывающих машин изнашиваются в основном по толщине.
Ко второй категории относятся почвы с коэффициентом изнашивающей способности 0,5-1,3. Увеличение содержания глинистых частиц незначительно сказывается на коэффициенте. Почворежущие детали изнашиваются в основном по ширине, а при наличии крупных фракций, также и по толщине.

Весь текст будет доступен после покупки

. Черноиванов В.И. Состояние и проблемы технического сервиса в АПК. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2002. - №7. С. 2-6.
2. Верней В.И., Бойчук И.Ф. Возможные направления выхода из кризисного состояния с техникой в АПК Тверской области. // Проблемы социально-экономического развития села Тверской области: Сб. науч. трудов. -Тверь: ТГСХА, 2003. - С. 157-161. 3. Лялякин В.П. Концепция развития ремонта техники на базе восстановления и упрочнения деталей. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2001. - №6. С. 2-7. 4. Сидоров С.А. Технический уровень и ресурс рабочих органов сельхозмашин. // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1998. - №3. -С. 29.
5. Износ деталей сельскохозяйственных машин. / Под ред. Севернева М.М. - Л.: Колос, 1972. - 288 с. 6. Львов П.Н. Абразивный износ и защита от него. - М.: ЦБТИ, 1959. -56 с. 7. Ткачёв В.Н. Работоспособность деталей машин в условиях абразивного изнашивания. - М.: Машиностроение, 1995. - 336 с. 8. Васильев СП., Ермолов Л.С. Об изнашивающей способности почв // Повышение долговечности рабочих деталей почвообрабатывающих машин. -М., 1960.-С. 130-141.
9. Маяускас И.С. Влияние давления почвы на износ рабочих деталей почвообрабатывающих машин. // Вестник машиностроения. - 1958. - №10. -С. 18-32.

Весь текст будет доступен после покупки