Современные способы восстановления деталей плугов

УДК 631.3

Современные способы восстановления деталей плугов

Р.И. Набиуллин, магистрант 2 года обучения

тел. 89603799255, nabiullin-90@yandex.ru

Ключевые слова: Ремонт, плуг, восстановление деталей, лемех, сельскохозяйственное орудие

 

В данной статье были рассмотрены способы восстановления лемеха плуга. Предложен способ восстановления лемеха плуга, который позволит снизить стоимость ремонта сельскохозяйственных машин

 

В сельскохозяйственном производстве используется большое количество сельскохозяйственных машин и орудий, оснащенных различными почвообрабатывающими органами. Обеспечение работоспособности, повышение ресурса рабочих органов при оптимальных затратах на ремонт и техническое обслуживание возможно лишь на основе выполнения комплекса организационных и технических мероприятий, внедрение новых технологических процессов.

Как у нас в стране, так и за рубежом, процесс основной обработки почвы традиционно выполняется лемешно-отвальными плугами общего назначения. Однако производственные показатели применяемых плугов остаются низкими, вследствие их высокой энергоемкости и малых сроков службы рабочих органов, которые подвержены интенсивному износу и имеющие при этом высокую стоимость.

Основной деталью плуга, которая определяет энергетические, качественные показатели, а также длительность безотказной работы плуга, является лемех, т.е. от состояния лемеха зависят ресурсы, затрачиваемые на обработку почвы. Назначение лемеха подрезать пласт почвы и направлять его на отвал.

В настоящее время на плугах устанавливают лемеха трапецеидальные, долотообразные, вырезные, зубовые, с выдвижным долотом. Трапецеидальный лемех снабжен прямолинейным лезвием. С нижней стороны имеется утолщение, называемое магазином. При износе магазин используют для оттяжки носка и лезвия. Долотообразный лемех наиболее распространен. Он имеет вытянутый носок, выполненный в виде долота. Долотообразные лемеха долговечнее трапецеидальных, лучше заглубляются и более устойчивы в работе благодаря тому, что кромка лезвия долота находится на 10мм ниже лезвия лемеха, а острые долота выходит в поле. Места долотообразного лемеха, наиболее подверженные износу, выполняют также утолщенными.

Несмотря на многообразие конструкций лемехов, в процессе эксплуатации, плуги достаточно быстро выходят из строя. Одним из главных показателей безотказной работы плуга является износостойкость его рабочих органов.

Для повышения износостойкости рабочих органов плуга и их восстановления существует  несколько способов:

1. Способ заключается в том, что на поверхности лезвия лемеха выполняют паз, заполняют паз припоем, устанавливают на припой металлокерамические пластины, наносят дополнительный слой припоя и флюса вместо стыка пластин с вертикальной гранью паза. После чего пластины нагревают до расплавления припоя и охлаждают лемех с пластинами в термоизоляционном сборнике до комнатной температуры со скоростью 4 °С/мин. При этом в качестве припоя используют припой марки Л63, в качестве флюса - флюс марки ФК-250. Нагрев пластин осуществляют водородно-кислородным пламенем горелки при давлении газовой смеси 0,5 МПа и расстоянии от среза сопла горелки до поверхности пластин - 50 мм [1].
2. Способ упрочняющего восстановления плужного лемеха, отличающийся тем, что к пригодной для реставрации части лемеха (спинке) приваривается предварительно термоупрочненная на твердость 58-62HRC компенсирующая пластина, изготовленная из сталей рессорно-пружинного класса с наплавленной абразивно-стойким сплавом тыльной поверхностью [2].
3. Способ восстановления плужных лемехов с одновременным упрочнением, отличающийся тем, что осуществляется заплавка лучевидного износа в области полевого обреза малоуглеродистым электродным материалом и оттяжка носка с последующим упрочнение восстановленной поверхности путем наплавки упрочняющих валиков параллельно друг другу [3].

Существующие способы упрочнения, являются сравнительно дорогостоящими и требуют значительных трудовых затрат. Наиболее эффективным процессом является восстановление лемеха плуга с помощью электромеханического восстановления.

Предлагаемый способ относится к области металлообработки деталей машин, касается методов повышения долговечности различных деталей при их восстановлении путем операций электромеханической высадки и сглаживания.

Известны способы восстановления прецизионных деталей [4] путем применения методов гальванического хромирования, диффузионной металлизации, горячей пластической деформации, детонационно-газового напыления и др., которые способствуют увеличению размеров деталей.

Недостатками этих способов являются: длительность; сложность процессов и большие затраты энергии и компонентов; низкая адгезия покрытий с основой, что приводит к низкой износостойкости деталей и их высокой стоимости.

Известен способ восстановления поверхностей деталей машин [5] посредством электромеханической высадки изношенной поверхности и последующего электромеханического сглаживания. В процессе обработки таким способом через место контакта инструмента с изделием, движущегося по винтовой линии с подачей 0,1…3 мм/об, проходит ток большой силы и низкого напряжения, вследствие чего поверхность изделия на этом участке подвергается сильному нагреву, под давлением инструмента деформируется, а поверхностный слой металла упрочняется.

Такой способ существенно изменяет физико-механические свойства поверхностного слоя и позволяет повысить эксплуатационные характеристики изделия. Принципиальное отличие высадки от сглаживания состоит в различии контактных напряжений. Высадка производится инструментом, ширина поверхности контакта которого численно меньше подачи примерно в три раза (ролик или пластина с углом при вершине 60°, движущийся с шагом 1-3 мм/об). Во втором случае обработка производится инструментом, ширина контакта которого значительно превышает подачу (ролик или пластина с радиусом при вершине 60 мм, движущийся с шагом 0,1-0,3 мм/об).

Такой способ позволяет более эффективно увеличивать размеры деталей за счет перераспределения металла поверхности с одновременным увеличением ее твердости.

Недостатком такого способа является винтовой характер перераспределения металла на валах, что не обеспечивает должной герметичности прецизионных сопряжений.

Известен также способ электромеханического восстановления деталей прецизионных сопряжений [6] посредством электромеханической высадки поверхности с образованием на ней кольцевых канавок и последующим электромеханическим сглаживанием высаженных участков путем одновременного нагрева поверхностного слоя детали (принят за прототип). Особенностью данного способа является то, что канавки на поверхности детали выполняют кольцевыми с шагом 0,5...2 мм с созданием подобия лабиринтного уплотнения.

Недостатками указанного способа являются:

- недостаточно  высокая производительность процесса  из-за поочередного (последовательного) выполнения операций высадки  и сглаживания, а также сложности ручной настройки и трудоемкости управления для обеспечения заданного шага высадки канавок;

- значительные  потери электроэнергии в детали  вследствие поочередного выполнения  операций высадки и сглаживания, что приводит к остыванию поверхности между операциями и повторному нагреву детали при операции сглаживания.

Технический результат предлагаемого способа - это дальнейшее повышение эффективности процесса электромеханического восстановления деталей за счет увеличения производительности обработки и повышение КПД процесса.

Указанный технический результат достигается тем, что операции высадки кольцевых канавок и сглаживания поверхности детали осуществляют синхронно на станке с программным управлением, имеющем раздельную систему приводов перемещения инструментов, обеспечивающих по программе автоматическое независимое друг от друга перемещение высаживающего и сглаживающего инструментов относительно обрабатываемой детали и практически постоянную величину запаздывания (отставания) сглаживающего инструмента по отношению к высаживающему, равную 1…2 шагам «K» между канавками на детали.

На чертеже изображена упрощенная схема предлагаемого способа обработки.

Способ электромеханического восстановления детали осуществляется следующим образом. На станке с системой ЧПУ, имеющем раздельные приводы подач исполнительных органов (суппортов), на которые закрепляют высаживающий и сглаживающий инструменты, соединенные между собой электрически.

Восстанавливаемую деталь закрепляют на шпинделе станка и обеспечивают подвод к ней электрического тока, создавая замыкание электрической цепи. По соответствующей программе на включенном станке выполняют синхронно операцию высадки кольцевых канавок инструментом 2 на поверхности детали 1 диаметром D0 по заданной траектории (внедрение инструмента 2 на заданную глубину с усилием P1, с шагом внедрения K=0,5…2 мм до диаметра D1- его отвод - перемещение вдоль поверхности детали на заданный шаг - повторение цикла) и операцию сглаживания образовавшихся кольцевых выступающих участков инструментом 3 с усилием P2, подачей s=0,1…0,3 мм до диаметра D2, причем сглаживающий инструмент 3 перемещают относительно детали 1 с величиной запаздывания по отношению к высаживающему инструменту 2, равной 1…2 шагам «K» между канавками на детали 1, в результате чего гребешки (на чертеже не обозначены) на поверхности детали 1 после высадки не успевают значительно охладиться, чем открывается возможность задать минимальные по энергоемкости режимы процесса ЭМО при выполнении операции восстановления детали.

Рисунок 1 – Схема технологического процесса восстановления детали.

Таким образом, при использовании данного способа восстановления деталей на поверхности детали образуется окончательно упрочненная высаженная поверхность с регулярными кольцевыми канавками и требуемым значением твердости. Кроме того, повышается производительность обработки, снижаются непроизводительные потери электрической энергии при выполнении технологического процесса.