В условиях интенсивного абразивного износа
Машины, их оборудование и детали, работающие в сельскохозяйственных условиях, подвержены интенсивному абразивному износу. Условия и интенсивность процессов износа являются неотъемлемой частью срока службы и надежности приборов, а также всей системы в целом. Высокий срок службы, обусловленный низкой интенсивностью износа всех функциональных частей и надежностью всей машины, должен быть решен на уровне деталей машин, которые должны соответствовать высоким требованиям не только технологическим, но и экономическим.
Огромное количество отказов машинного оборудования возникает в результате износа отдельных деталей. Кроме того, захват функциональных зон, вызванный тяжелыми условиями работы, приводит к повреждению машины. Однако иногда конфигурацию машины нельзя изменить по конструктивным причинам. Поэтому необходимо выбрать подходящий материал или подготовить поверхность функциональных областей и кромок.
Вследствие износа деталь перестает иметь заранее описанные размеры и форму, оборудование становится менее эффективным и менее надежным, и во время работы может возникнуть маргинальное состояние, после чего машина выходит из строя. Одним из эффективных способов повышения износостойкости является наложение на функциональные поверхности накладки из подходящего материала. Поверхностная наплавка является широко используемым методом для улучшения поверхностных свойств почвообрабатывающего инструмента, при котором сплав однородно наносится на поверхность основного материала различными методами сварки с целью повышения твердости и износостойкости.
Методы защиты от износа исходят из того, что более высокая твердость материала повышает износостойкость, но влияние характеристик материала на износ очень сложно и часто зависит от множества факторов. Для достижения оптимальных решений по защите от абразивного износа, исследования должны сочетать анализ трибосистем, а также лабораторные и эксплуатационные исследования.
Абразивный износ в сельском хозяйстве и строительной промышленности вызван взаимным взаимодействием поверхности деталей машины и высокой шлифующей среды в виде почвы и минералов.
Экспериментальные исследования были посвящены оценке абразивной износостойкости сменных частей сельскохозяйственной и строительной техники. При достижении предельного износа и невозможности выполнения вышеперечисленными частями машины своей функции, эффективным решением является их обновление с помощью накладок. Экспериментальные исследования были сосредоточены также на реконструкции с помощью мартенситных, лидебуритных и стеллитовых однослойных накладок с одновременной оценкой абразивной износостойкости.
Материалы и методы
Методология оценки материалов накладок и сменных частей сельскохозяйственной и строительной техники, поставляемых совместно, основывалась на взаимном сравнении износостойкости и твердости.
Абразивный износ
Испытания на абразивный износ проводились на машине с абразивной тканью, отличающейся высокой абразивной способностью по стандарту ČSN 01 5084.
Испытательный образец размерами 25 × 25 × 17,5 мм удерживается в тяговой головке и прижимается к абразивной ткани силой, вызванной совокупным весом 2,35 кг. Во время испытания образец перемещается от края к центру абразивной ткани, и часть его поверхности постоянно контактирует с неиспользуемой абразивной тканью. В качестве эталона использовалась сталь 12 014 (ČSN 41 2014, эквивалент DIN: RFe 80) со средней твердостью 100 HV.
Принцип испытания соответствует "истиранию двух тел", когда твердые частицы проникают в поверхность и изнашиваются при взаимном движении частиц. Этот процесс приводит к разделению материала и, как следствие, к потерям массы и объема материала.
Уменьшение массы взвешивали на цифровых аналитических весах весом 0,0001 г. Измерения проводились неоднократно из-за уменьшения погрешности, а затем статистически оценивали. Сопротивление материала оценивается по количеству "относительного абразивного износа".
Испытательные образцы - детали машин
Испытательные образцы размерами 25 × 25 × 25 × (3-7,5) мм от лемеха плуга, крыла лемеха, шкива, части высевающего механизма, зубчатого лезвия ковша, зубчатого лезвия экскаватора были выполнены с помощью отрезных станков для разделения твердых материалов. Его преимуществом является подача огромного количества охлаждающей жидкости, что позволяет избежать перегрева зоны резания. Высота испытательного образца 17,5 мм, указанная в стандарте, не была достигнута из-за толщины многих деталей машины. Необходимая высота образца была обеспечена с помощью эпоксидной смолы, введенной в виде эпоксидной смолы 25×25×17,5 мм.
Испытательные образцы - накладки
Наложение однослойной накладки осуществлялось ручным способом с помощью электрода с покрытием на пластины размерами 78×80 мм из материала S235JR. Деформация основного материала произошла после наложения, поэтому он был фрезерован до уровня, противоположного наложению. Затем на магнитный шлифовальный станок была заточена поверхность на ровной поверхности с минимальными потерями материала покрытия и его нагревом. В конце листы фрезеровались со стороны, противоположной наложению, на высоту 17,5 мм. Образцы для испытания были отрезаны размерами 25 × 25 × 17,5 мм с помощью абразивно-отрезного устройства для разделения твердых материалов, исключающего тепловое воздействие перекрытия.
Заключение
В ходе лабораторных испытаний, проведенных методом двухкорпусного абразивного износа выбранных частей сельскохозяйственной и строительной техники, подвергающихся интенсивному износу в процессе их эксплуатации, получили результаты, сфокусированные на перспективной реконструкции с использованием материалов накладки. Результаты были ориентированы на оценку абразивной износостойкости различных деталей и материалов и оценку твердости одновременно.
Результаты показали повышенную абразивную износостойкость одного мартенситного, двух лидебуритного и стеллита покрытий по сравнению с обычными сегментами, действующими в сельском хозяйстве и промышленности. Также было выяснено, что срок службы накладок в некоторых случаях более чем на 100% превышает срок службы сменных деталей. А также экономическая точка зрения является неотъемлемой частью решения данной проблемы в технической практике, поэтому необходимо одновременно решать технические проблемы с использованием подходящего материала накладок и при низких затратах на весь процесс наложения.