Диск бороны из какого металла сделан

Обновлено: 08.01.2025

Использование: способ изготовления дисков бороны относится к обработке металлов давлением. Сущность изобретения: из полосы лазерной резкой вырезают заготовку простой геометрической формы - круг, многогранник, нагревают ее до температуры прокатки. В радиальном направлении от центра к периферии путем вальцовки оттягивают лепестки диска с одновременным формообразованием его режущих кромок. По периферии, вне зоны деформации прикладывают усилия подпора, а со стороны боковых кромок лепестков накладывают активные силы трения, направленные в сторону течения металла. Операцию формовки днища производят от температур вальцовки с последующим спреерным охлаждением водой и высокотемпературным отпуском. 4 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к изготовлению почвообрабатывающих орудий сельхозмашин, и может быть использовано в производстве дисков бороны.

Известен способ изготовления дисков бороны, включающий вырубку из листа исходной заготовки, формирование днища, термообработку (отпуск).

Недостатком такого процесса является большая трудоемкость изготовления, низкий коэффициент использования металла, обусловленный исходной конфигурацией заготовки, низкое качество изделия из-за невысокой жесткости в местах заделки и в местах радиусных сопряжений круга с лепестками, приводящее к частным нарушениям геометрической целостности диска и поломкам лепестков во время эксплуатации.

Цель изобретения - повышение производительности труда, экономия металлов, повышение качества изделия за счет увеличения износостойкости и конструктивной жесткости и прочности.

Это достигается тем, что из полосы лазерной резкой вырезают заготовку простой геометрической формы круга или многогранника, нагревают ее до температур прокатки, в радиальном направлении от центра к периферии путем вальцовки оттягивают лепестки диска с одновременным формообразованием его режущих кромок, при этом по периферии очагов деформации заготовки (вне зоны деформации) прикладывают усилия подпора, а со стороны боковых кромок лепестков - активные силы трения, направленные в сторону течения металла. Операцию формовки днища производят от температур вальцовки с последующим спрейерным охлаждением водой и высокотемпературным отпуском.

На фиг.1 (а,б) изображены варианты заготовки; на фиг.2 а,б - заготовка перед вальцовкой; на фиг.3 а,б - заготовка в исходном положении в начале горячей деформации; на фиг.4 а,б - заготовка диска после первого прохода с оттянутой парой лепестков и поперечные сечения отвальцованного диска.

Заготовку 1 с центральным отверстием 2, вырезанную из полосы 3, нагревают до 1150-1200 о С, переносят, укладывают горизонтально на рабочий стол 4, расположенный перед вальцами 5, в строго фиксированном положении относительно рабочего инструмента 6 в продольном направлении и по высоте (фиг.2а, б). В закрепленном состоянии, но подвижную вместе с центрирующей вставкой 7 ее подают до упора 8 (фиг.3а,б) в рабочее пространство 9. Валки 5, проворачиваясь вокруг своих осей, обжимают тело заготовки по высоте.

За счет сил трения заготовка валками 6 отводится из рабочего пространства 9. При этом металл, выходящий из-под обжимающих валков 6, перегоняется поэтапно в радиальном направлении в периферийную зону заготовки. Аккумулированный таким образом металл под воздействием гравюр валков выгоняется за пределы контура заготовки, образуя нужную форму лепестков 10 диска (фиг. 4 а,б). При внедрении инструмента в тело заготовки с целью регулирования бокового истечения металла в недеформируемом секторе 12 со стороны валков прикладываются усилия подпора F, расположенные на периферии очага деформации и направленные перпендикулярно к горизонтальной оси 13 (фиг.4б, сечение Б-Б), а по периферии очага деформации, переходящего от тела заготовки в лепесток 10, по контуру (вне очага деформации) приложены также усилия подпора Т (фиг.4а), действующие в горизонтальной плоскости.

Со стороны боковых кромок 14 лепестков 10 на подвижном упоре 15 расположены вставки 16 со свободно скользящими планками 17, позволяющими снизить рабочее усилие вальцовки за счет действия активных сил трения F_тр.а.

После оттяжки путем вальцовки лепестков 10 заготовку разворачиваю на угол ₁ = - при оттягивании за проход по одному лепестку, ₂ = - при оттягивании по два лепестка (n - количество лепестков у диска; при n = 8, ₁ = 45 о , ₂ = 90 о ). После этого операция оттяжки (вальцовки) повторяется пока все лепестки диска не будут образованы. Если имеются заусенцы, то их обрезают, после чего формируется днище.

Расчеты показывают, что замена вырубки заготовки со сложным контуром в штампе на вырезку лазерным лучом более простой конфигурации, а также замена операции фрезерования лезвий на оттяжку лепестков с лезвиями позволяют увеличить производительность в 3-4 раза, экономить как технологический металл (до 30%), так и дорогой инструментальный, обходясь без штампов, что позволяет снижать себестоимость изделия.

Жесткость изделия увеличивается за счет переменных сечений, как в теле самого диска, так и в местах радиусных сопряжений, а также за счет образованной во время деформации волокнистой структуры, что увеличивает срок службы изделия и его качество. Действие активных сил трения позволяет снизить рабочие усилия (до 10% ) во время деформации, увеличивать стойкость оснастки, а также способствует лучшей заполняемости гравюры и оформлению окончательной формы лепестка. При выпуске по такой технологии диски в 2-2,5 раза дешевле по сравнению с существующей технологией.

П р и м е р. Из полосы толщиной 9 мм 9 мм на установке лазерной резки отечественного производства ТЛ-1,5 вырезают заготовку с внешним диаметром 485 мм и центральным отверстием диаметром 46 мм (при этом заготовка легче на 1 кг по сравнению с существующим способом). Заготовку устанавливают в устройстве для нагрева. С помощью лампового генератора ВЧГЗ-160/0,66 заготовка нагревается ТВЧ до ковочных температур 1150-1200 о С и переносится к вальцам усилием 1600 кН (мод.С1037Б). На вальцах поочередно оттягивают либо по одному, либо по два лепестка, после этого заготовку переносят к обрезному прессу (усилием 4000 кН, мод. КА 9536), где удаляются заусенцы. Формовку днища диска с радиусом R 660 мм производят на прессах усилием 10000-16000 кН (мод. КБ 8342, Ф1740) с ковочного нагрева, после чего изделие охлаждают и подвергают термическому воздействию.

Для оптимального сочетания конструктивной жесткости изделия с износостойкостью необходимо заменить сталь 65Г на стали с карбонитридообразующими элементами (Nb, V, Al). Так у стали 12ГН2МФАЮ после ВТМО повышается комплекс механических свойств, в том числе и параметр вязкости разрушения (возрастает на 25-30%), который является критерием износостойкости при абразивном износе. Выбор этих сталей основан на том, что сам процесс ТМО, а именно горячая деформация в вальцах, требует времени, а это связано с процессами рекристаллизации, происходящими либо уже во время деформации, либо после нее.

У выбранного типа сталей процесс рекристаллизации слабо развит, что позволяет в результате ВТМО с длительной последеформационной выдержкой получать мелкую вытянутость структуры зерен, а после охлаждения в воде (после формирования днища) - структуру мартенсита, что также способствует увеличению износостойкости изделий. Для этого металла после спреерного охлаждения водой в качестве термообработки служит высокотемпературный отпуск при 680 о С с выдержкой 1 ч. Комплекс свойств, полученных после ВТМО, позволит увеличить износостойкость и прочность дисков из новой стали по сравнению со сталью 65Г в 5-6 раз.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИСКОВ БОРОНЫ, при котором заготовку получают из полосы, формуют днище, термообрабатывают, отличающийся тем, что заготовку получают в виде круга или многогранника лазерной резкой, нагревают ее до температуры прокатки, затем вальцовкой получают лепестки диска, оттягивая их в радиальном направлении от центра к периферии с одновременным оформлением их режущих кромок, при этом на участках, примыкающих к зоне деформации, прикладывают усилие подпора, со стороны боковых кромок лепестков накладывают активные силы трения по направлению течения металла, а после прокатки осуществляют формовку днища с температуры прокатки, термообработку осуществляют спреерным охлаждением водой и высокотемпературным отпуском.

Дисковая борона

Кто знает, какой металл использовался на диске? Диск старый, кусок отколот. Посему сужу что углеродка и на нож пустить можно. Про напильники и рессоры тем полно, а вот про бороны - нет. Вероятно там такая же "рессорная" сталь типа 65Г?

О! тоже такая в гараже валяется)) только вот зачем себе головную боль с ней придумывать, возни больше

А я люблю всякое старьё. И даже теоретическую базу под это имею 😊 Большинство современного металла получают путём переплавки "вторсырья" с неизбежным накоплением примесей. Чем старее металл, - тем качественней. И жаба одобряет.

Имейте ввиду.
Добыл такой диск( такой кругляк сантиметров 25-30 в диаметре , да?)
Срезал "краюху" сделал нож. Мягковато, но юзать можно. 50-55 ед.
Отрезал вторую полосу поближе к центру, а оно мягкое хоть руками гни. Короче оказалась каленая только по краю , чем ближе к центру тем мягче.

Если СССРовская -однозначно 65Г.Подав. большинство рабочих органов почвообрабатывающих орудий (культиваторы ,бороны ,лущильники)делались из 65Г.

ДокВВ
Имейте ввиду.
Добыл такой диск( такой кругляк сантиметров 25-30 в диаметре , да?)
Срезал "краюху" сделал нож. Мягковато, но юзать можно. 50-55 ед.
Отрезал вторую полосу поближе к центру, а оно мягкое хоть руками гни. Короче оказалась каленая только по краю , чем ближе к центру тем мягче.

Диск сантиметров 50 в диаметре (вероятно от тяжёлой дисковой бороны). Отколота примерно четверть (сектор).
50-55 для меня идеальная твёрдость. Но. Как это? Её же по любому греть надо чтобы выпрямить, а потом термичить. Просто из из вырезанной полосы не получится. 😞

Джаш
Если СССРовская -однозначно 65Г.Подав. большинство рабочих органов почвообрабатывающих орудий (культиваторы ,бороны ,лущильники)делались из 65Г.

Не совсем так однозначно. Была ещё такая марка, как Л53 - полоса лемешная. В свое время очень часто разливали и всегда в конце зимы.

Тоже имеется пару кругляков в гараже. Делал для пробы нож, но сталька там очень мягковата,точить слишком часто придется, если 50 есть то уже неплохо, клинок можно и напильником сделать без проблем.

Всмысле выпрямлять? Выпуклый диск чтоли? Да, было чутка. Я в тисках так выпрямил. Может и 50 см. Я не помню, мне лет 16-18 было когда баловался ею.

Nikolaich72
Не совсем так однозначно. Была ещё такая марка, как Л53 - полоса лемешная. В свое время очень часто разливали и всегда в конце зимы.

Как раз за плуги я и не говорил.Как я понял Вы металлург,а я закончил Ставропольский сельхоз(факультет механизации)Для меня эта тема не очень далекая.

По ссылке посмотрите пожалуйста. Там все разъяснено. Я не оспаривал, а предлагал возможный вариант 😊
По специальности разливщик стали.

ДокВВ
Всмысле выпрямлять? Выпуклый диск чтоли? Да, было чутка. Я в тисках так выпрямил. Может и 50 см. Я не помню, мне лет 16-18 было когда баловался ею.

Выпуклый, вогнутый, по разному сказать можно. Умельцы из них ещё сковородки делают. Почти как вок получается. Не помню как центральное отверстие они заделывают.

Препод по с/х машинам авторитетный человек говорил в сельское хозяйство идут далеко не лучшие стали, имея ввиду плуги бороны.

Hotmysl
Умельцы из них ещё сковородки делают. Почти как вок получается. Не помню как центральное отверстие они заделывают.

Но не зубчатый диск, а с ровным краем.
Сковорода пригодна для костра. На кухне нет, из-за неустойчивости и значительного радиуса, хотя можно.
Отверстие заваривается шайбой снаружи, в образуемую круглую выемку стекает излишек масла.
Няшка для стейков. да для всего.

У нас такую фигню на тяпки дербанили - вырезался кусок в виде трапеции, кусок трубы приваривался - и всё изделие. Цена - бутылка. Из-за вогнутости очень удобно такими было работать, и точить не надо было часто, как магазинные. До сих пор одна на даче пребывает.

Сковорода из диска от бороны или лущильника

Сковороду делал хорошему давнему товарищу, к сожалению как заварил центральный пятак не сфотал. Короче из швеллера вырезал болгаркой круг, по краям снял фаску, в том числе и в отверстии на диске и обварил

шлифанул, чтобы видеть раковины

затем сверлом увеличил размер раковин и заварил их

затем проварил все отверстия с тыльной стороны и поставил ручки

поставил на обжиг

насыпал 3 кг соли, чтобы сковорода хорошо прокалилась

Комментарии 206

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы писать комментарии, задавать вопросы и участвовать в обсуждении.

А не ржавеет в перерывах между готовками?

мою насухо и начисто, кладу в пакет, вешаю на крюк. перед следующей готовкой, только сполоснуть

В кладовке на крюке висит

вы главное его химией не мойте или после того как насухо вытираете, растительным маслом мажьте, я предпочитаю без химии и насухо

Немного не правильное решение приварить ручки и ставить на какую то бочку, а как вы с ней на природу выедите? Как на костер поставите?
Правильное решение было бы в центре приварить трубу, очень удобно кутить и ставить на костер

С трубой по центру перемешивать не удобно. Имхо.

Наоборот, поверьте мне, взялся за трубу, кручу и мешаю

Я изначально тоже хотел делать с ручкой на штоке по центру.в итоге отказался из за того что мешать без нее все же удобнее будет.

CarLifanX60

Так железо же окисляется, это вредно. Ничего?

С водой из водопровода потребляешь железа в десятки тысяч раз больше за год чем с такой сковороды, даже если будешь готовить на ней хотя бы раз в неделю.

Если бы всё было так просто как ты говоришь, наверное ни кто не заморачивался бы никелировкой, эмалировкой, нержавейкой и другим способами обработки поверхности посуды… Или ты думаешь что пищевой металл и металл которым землю пашут это одно и то же? Кушали все бы спокойно из металлолома и горя не знали))) Понятное дело, что от многих вредных факторов воздействия на наш организм мы оградиться не можем, но зачем еще по собственному желанию в себя ерунду всякую пихать.

Ни кто в здравом уме не станет использовать в пищевых целях высокопрочную сталь — иначе посуда будет стоить космических денег, (достаточно посмотреть сколько стоит подобный новый диск) так как для ее получения нужен очень чистый металл, энергоемкая обработка давлением и термообработка. Металлическую посуду покрывают или используют нержавейку из-за низкой себестоимости такой продукции — отштамповать тонкий лист куда дешевле и в плане энергозатрат и в плане металлоемкости, алюминиевая посуда так же значительно легче поддается обработке чем легированная сталь.
На счет химсостава металлов и обработки почвы мне втирать точно ни чего не надо — у меня профильные высшие образования в этих сферах (КГСХА и УрФУ не ради понтов говорю, а для подтверждения компетенции в этих вопросах). Химсостав высокопрочной стали значительно лучше контролируется чем состав металлов применяемых для производства посуды, так как от этого зависят ее свойства — к тому же можно узнать из какой именно стали изготовлена та или иная деталь, а вот пищевую посуду придется в спектрограф пихать для этого. На счет токсичности состава — нержавеющая сталь это сплав железа с никелем и прочими химически стойкими элементами, большинство из которых являются токсинами (достаточно почитать о вредности никеля для организма), алюминий так же проявляет токсическое действие ухудшая усвоение некоторых элементов (об этом тоже давно написано), а вот железом отравиться — это надо еще постараться, тем более железом с посуды, как я уже говорил — железа с такой посуды в пищу попадет значительно меньше чем при использовании воды из водопровода используемой для приготовления этой же пищи. Химия в сельском хозяйстве применяется не на столько токсичная чтобы оставаться на металле или проникать в него хоть на сколько-то и при этом еще и оставаться в нем после зачистки и тем более прогрева.

Тебе ни кто ничего не втирает. Ты сам мне написал и пытаешься своё мнение навязать. Я об этом еще ТС сказал, кушайте вы из чего угодно, хоть из помойного ведра(если оно железное) это ваше право, но мне доказывать/объяснять, что это нормально не нужно. Довод про образование(КГСХА и УрФУ) конечно насмешил)))

Еще раз — про образование сказал чтобы подтвердить что мои слова не отсебятина — в отличии от твоих слов, а тебе только помойные ведра мерещатся кругом и металлолом, прямо как религиозный фанатик — готов нести любую ересь лишь бы отстоять свое брезгливое ни на чем не основанное отношение к тому что сделал ТС, как аудиофил доказывающий здоровому человеку про теплый ламповый звук.

Клуб студентов "Технарь". Уникальный сайт с дипломами и курсовыми для технарей.

Описание:
3.1 Назначение и анализ конструкции дисков
Детали класса «диски» имеют форму тела вращения с малым отношением толщины к диаметру (менее 0,5), с центральным гладким отверстием или со шлицами. В зависимости от конструктивных особенностей детали этого класса могут быть разделены на следующие типы; диски, зубчатые колеса (цилиндрические, конические, червячные), звездочки, шкивы, маховики, колеса, катки, тормозные барабаны, фланцы, поршневые кольца.
Заготовками служат отливки, штамповки, круглый и листовой прокат.
Все детали этого класса имеют общую схему обработки, состоящую в том, что вначале обрабатывается центральное отверстие и торец, используемые в качестве технологических баз на последующих операциях механической об-работки.
Отдельное место занимают диски плугов, сеялок, борон и лущильников, которые изготовляются штамповкой из листового проката с ограниченной механической обработкой.
В современных дисковых почвообрабатывающих машинах применяют диски с постоянной кривизной во всех точках их рабочей поверхности, т. е. сферические сегменты. Диски с переменной кривизной, образованные враще-нием эллипса или параболы, широкого распространения не получили.
Обычно у сферических дисков осуществляют наружную заточку лезвия со стороны выпуклой поверхности диска. Диски с внутренней заточкой (со сто-ро¬ны вогнутой поверхности) применяют лишь на некоторых дисковых боронах, предназначенных для работы на твердых почвах.
Диски борон изготовляют со сплошным и вырезным лезвием.
Диаметр дисков выбирают из условий обеспечения требуемой глубины обработки и экономии металла.
Расстояние между дисками должно быть таким, чтобы орудия не забива-лись и получалась необходимая высота гребней на дне борозды. Диски затачи-вают, как правило, с выпуклой стороны. Угол заточки или заострения диска i =10. 20° для борон. Более острые углы заточки приводят к ослаблению прочности лезвия и быстрому его выщербливанию, а более тупые - к увеличению затылочного угла , ухудшению заглубляемости диска в почву.
Затылочный угол меняется с высотой (глубиной) обработки. Для нор-мальной работы диска необходимо, чтобы затылочный угол на уровне поверхности поля был положительным.
Диаметр дисков со сплошной кромкой равен 450-510 мм, c вырезной кромкой —650-700 мм.
Радиус кривизны рабочей поверхности диска является одним из важнейших параметров, определяющих качество обработки почвы. Чем меньше радиус кривизны, тем диск интенсивнее воздействует на почвенный пласт, лучше его оборачивает и сильнее разрушает.
Маленькие диски диаметром 450 мм часто имеют равный режущий или слегка зазубренный край. Такие бороны дешевле и легче, это является преиму-ществом навесных орудий. Их основная функция - поверхностное возделывание стерневых полей, почвы которых хорошо поддаются обработке. Что тяжелее (сухая) почва, тем больше растительных остатков (особенно - стерня рапса, ку-курузы, зерновых в случае высокого срезания), что интенсивнее нужно перемешивать почву, то большими имеют быть диски (свыше 500 мм).
Основные конструкционные формы дисков представлены на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Конструкционные формы дисков борон

Большие диски захватывают большую площадь, лучше углубляются и легче вращаются. Они очень хорошо зарекомендовали себя при обработке ку-курузных полей почв. Благодаря зазубренным большим дискам, компактные бороны универсальные в своем использовании, поэтому их применение не ограничивается только первым стерневым возделыванием. Но и цена у них выше, а масса - больше. Волнистые диски переносят с собой большее количество земли и таким образом улучшают эффект перемешивания. Но если дисковые "волны" слишком большие, то диск выпуклым боком практически ложится на поверхность земли, вследствие чего врезка в грунт ухудшается, а износ диска повышается.

Размер файла: 5,8 Мбайт
Фаил: (.rar)
-------------------
Обратите внимание , что преподаватели часто переставляют варианты и меняют исходные данные!
Если вы хотите, чтобы работа точно соответствовала, смотрите исходные данные. Если их нет, обратитесь к продавцу или к нам в тех. поддержку.
Имейте ввиду, что согласно гарантии возврата средств, мы не возвращаем деньги если вариант окажется не тот.
-------------------

Дисковые рабочие органы борон: технологии изготовления и восстановления Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

СФЕРИЧЕСКИЙ ДИСК / SPHERICAL DISK / УГОЛ ЗАОСТРЕНИЯ / THE ANGLE OF TAPER / ТОЛЩИНЫ ЛЕЗВИЯ / BLADE THICKNESS / ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ / MANUFACTURING TECHNOLOGY / ХАРАКТЕР ИЗНОСА / ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ / WEAR RESISTANCE / ДОЛГОВЕЧНОСТЬ / DURABILITY / WEAR BEHAVIOR

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Шовкопляс Александр Викторович

WORKING BODIES OF DISK HARROWS: TECHNOLOGY OF PRODUCTION AND RESTORATION

Текст научной работы на тему «Дисковые рабочие органы борон: технологии изготовления и восстановления»

DOI: 10.12737/18743 УДК 631. 313. 02

ДИСКОВЫЕ РАБОЧИЕ ОРГАНЫ БОРОН: ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И

кандидат технических наук, доцент А. В. Шовкопляс Государственное образовательное учреждение Луганской народной республики «Луганский национальный аграрный университет», г. Луганск, Луганская народная республика

Ключевые слова: сферический диск, угол заострения, толщины лезвия, технология изготовления, характер износа, износостойкость, долговечность.

WORKING BODIES OF DISK HARROWS: TECHNOLOGY OF PRODUCTION AND

Ph. D. in Engineering, Associate Professor А. V. Shovkoplyas Public educational institution of the Luhansk republic of People's is the «Luhansk national agrarian university», Luhansk, Luhansk republic

Keywords: spherical disk, the angle of taper, blade thickness, manufacturing technology, wear behavior, wear resistance, durability.

Диски как рабочие органы почвообра- комплектования дисковых борон, лущильни-

батывающих орудий широко используются в ков и плугов.

плугах, лущильниках, сеялках, боронах, кар- Наиболее часто материалом для изго-

тофелесажалках и свеклоуборочных комбай- товления дисков выступает сталь 65Г, а в не-

нах. которых случаях сталь 70Г. После вырубки

Предприятиями бывшего СССР еже- из листа, гибки - придания заготовке требуе-

годно выпускалось в качестве запасных час- мой сферической формы и рихтовки, произ-

тей для лущильников и борон около 2,5 млн. водится сверление или пробивка отверстий

дисков. Номенклатура выпускаемых диско- для крепления диска. Заточку - обтачивание

вых рабочих органов при этом ограничива- фасок производят на токарном станке, обес-

лось всего лишь 4-5 модификациями для печивая угол заточки 37° при толщине лезвия

0,3-0,5 мм. Затем следует термическая обработка - закалка и отпуск для обеспечения твердости Н^ 35-45. В некоторых случаях термической обработке подвергается только рабочая (режущая) зона дисков. Режущие кромки дисков могут быть также упрочнены лазерно-термической обработкой на ширину 15-20 мм и на глубину 0,5-1,5 мм [1].

Такая технология не обеспечивает достаточного уровня износостойкости при работе лезвия диска в контакте с почвой, поэтому на него наносят, зачастую с помощью наплавки, слой определенной толщины более износостойкого и более дорогостоящего материала. Для этого используют твердые сплавы сормайт, ВК2, ВК3, высоколегированный чугун, сталинит, вокар и другие материалы, содержащие в своем составе большое количество дефицитных легирующих элементов, таких как хром, никель, вольфрам, молибден, кобальт и др., что сказывается на себестоимости изготовления дисков.

Рабочую зону диска с вогнутой стороны наплавляют твердым сплавом толщиной 0,4-0,6 мм и шириной 20-25 мм (рис. 1). Ширина наплавного слоя на лезвиях дисков должна быть равна половине разности нормального и предельного диаметров диска. Наплавка может производиться как всплошную, так и отдельными участками, и даже под углом к режущей кромке.

Применение наплавки позволяет значительно повысить износостойкость лезвия диска - оно становится самозатачивающимся, благодаря чему срок службы таких дисков увеличивается в 6-8 раз по сравнению с закаленными.

Применяются и другие методы упрочнения, используемые, в основном, в машино-

Рис. 1. Рабочая зона диска с наплавленным износостойким слоем

строении: электроискровое и электроимпульсное упрочнение, детонационно-газовое напыление, метод намораживания [2].

В то же время ведущими западными фирмами-производителями дисковых орудий и рабочих органов к ним - «John Deere» (США), «Forges de Niaux» (Франция), «La Pina», «Bellota Herramientas SA» (Испания), «Land» (США, Великобритания) и др. - изготавливается по 20-35 различных модификаций сферических дисков и это количество постоянно увеличивается. Это свидетельствует о том, что зарубежные фирмы занимаются совершенствованием дисковых рабочих органов за счет их агротехнических и энергетических характеристик с учетом конкретных агротехнических требований на обработку почвы [3].

Если сравнить химический состав и механические свойства, а также данные по технологии изготовления рабочих органов ведущих зарубежных фирм с аналогичными показателями дисковых рабочих органов отечественного производства можно увидеть, что рабочие органы, выпускаемые указанными зарубежными фирмами значительно превосходят их отечественные аналоги по прочности и имеют на 20-30 % большую износостойкость. Кроме этого, выпускаются также

«самозатачиваемые» дисковые рабочие органы, наплавленные износостойкими материалами.

Диски борон, полученные по традиционной технологии за счет механической обработки режущих кромок с последующей термообработкой на заданную твердость, имеют большую прочность и меньший уровень износа по сравнению с дисками, изготовленными при помощи плазменной резки, которые на сегодняшний день широко распространены на нашем рынке. Детали, вырезанные плазмой, независимо от способа резки по периметру и вблизи кромок имеют зону термического влияния. Чем меньше скорость резки, тем тепло медленнее отводится от кромки реза, т. е. скорости охлаждения снижаются, что приводит к перегреву металла, росту зерна и увеличению зоны термического влияния.

Качество и долговечность работы дисковых рабочих органов почвообрабатывающих машин в значительной степени зависят от состояния лезвий самих дисков.

Рабочие органы почвообрабатывающих машин, в том числе и диски борон, лущильников, работают в тяжелых условиях, так как почвенная среда является сильным абразивом. Под действием этой среды лезвие диска быстро изменяет свою форму, что приводит к его затуплению, то есть, в конечном счете, потере работоспособности.

Величина износа и характер затупления лезвий сферических дисков зависят от ряда факторов: свойств материала дисков, физико-механических свойств почвенной среды (прочности, липкости, пластичности, упругости, плотности, влажности, фрикционных свойств и пр.), геометрической формы диска, параметров лезвия и условий работы (скорости движения агрегата, глубины обработки, угла атаки и др.) [4].

Характер износа диска можно установить, исследуя, например, нормальные сечения профилей лезвий, которые получаются различными способами. Нормальное сечение лезвия дисков, в том числе сферических, находится в его диаметральной плоскости, перпендикулярной к плоскости его вращения [5].

Наиболее подходящими параметрами, которые характеризуют изменение макрогеометрии лезвия в процессе износа, являются толщина лезвия и износ его передней и задней поверхностей.

Совмещая профили, получаемые по мере изнашивания дисков, мы тем самым получаем возможность проследить за динамикой износа лезвий и, как следствие, выяснить закономерности их изменений от номиналь-

ной 5НОМ. до предельного 8Пр. значений толщины лезвия (рис. 2).

Рис. 2. Динамика износа лезвия дискового рабочего органа

Профили лезвий могут быть получены такими способами:

1. Получением оттисков и моделей лезвий в гипсовых слепках или слепках, полученных в других быстротвердеющих смесях.

2. Изготовлением темплетов (вырезов).

3. Получением оттисков лезвий на пластинах из мягких металлов (свинец, алюминий, оловянные сплавы и др.).

В качестве возможного способа оценки рассматривается вопрос исследование поверхности лезвия посредством сканеров, используемых при считывании информации со штрих-кодов товаров.

Изучение характера износа лезвий дисковых рабочих органов позволит установить их оптимальные параметры и разработать способы повышения их надежности и долговечности.

При затуплении лезвия изменяются составляющие давления почвы на диск, а именно, давление почвы на его поверхность и давление на лезвие. Давление почвы на лезвие зависит от его остроты. Оно может быть направлено вниз, если лезвие острое,

или вверх - при затупившемся лезвии [6].

Наработка дисковых рабочих органов, при которой не наблюдается ухудшение качества обработки, составляет в среднем 30-40 га. Толщина лезвия диска при этом достигает предельного значения 2,0 мм. При толщине лезвий дисков, равной 2,0 мм, коэффициент вариации глубины обработки составляет 12,4 %, в то время как по агротехническим требованиям он не должен превышать 10 %. При увеличении толщины лезвий дисков до 2,0 мм степень подрезания растительных и пожнивных остатков снижается на 28 % [7].

При достижении дисками значения предельной толщины лезвия их необходимо снимать и затачивать для формирования номинальной геометрии режущей кромки.

При первой заточке диаметр серийных дисков уменьшается на 10-12 мм (примерно (0,016-0,025)^, где D - диаметр диска, мм). При определении количества заточек диска необходимо учитывать, чтобы его диаметр не изнашивался на величину более 50-60 мм, т. е. на величину зоны термической обработки. Кроме того, диаметр дисков при последующих заточках не должен быть меньше 450 мм, чтобы не нарушились условия качения при прохождении почвенного пласта.

Кроме затупления лезвия у дисков борон могут быть такие дефекты как трещины у квадратных отверстий, износ самих отверстий и коробление диска по плоскости более 5 мм [8].

В технологических процессах восстановления деталей закладываются такие решения, которые обеспечивают высокое качество и надежность, а ресурс восстановленных деталей - не ниже новых.

Если мероприятия по упрочнению поч-

вообрабатывающих дисковых рабочих органов не были выполнены на стадии производства, то их можно осуществить при восстановлении, используя для этого различные способы упрочнения: наплавку твердыми и износостойкими материалами, химико-термическую обработку (борирование), упрочнение методом электроэрозионной обработки, нанесение полимерных и композиционных материалов, плакирование износостойкой лентой, упрочнение накаткой.

Эффективным процессом является технология упрочнения поверхности дисковых рабочих органов путем насыщения поверхностного слоя углеродом до получения структуры белого чугуна. Науглероживание поверхностного слоя позволяет свести до минимума недостатки наплавочных процессов в области снижения окислительного воздействия применяемого упрочняющего материала. Но для обеспечения эффективности подобного процесса необходимо получить на поверхности детали слой белого чугуна, который позволит значительно повысить изно-

состойкость стальных деталей при воздействии на них частиц почвы.

Технологическими условиями получения слоя белого чугуна на стальной детали являются: науглероживание до содержания углерода 3-4 %; охлаждение расплава со скоростью, превышающей скорость графитиза-ции.

Рабочие органы, подвергнутые науглероживанию, имеют ресурс примерно равный ресурсу дисков, наплавленных твердым сплавом, и в 2 раза больше неупрочненных [9].

При насыщении поверхностного слоя сталей бором - борировании на поверхности стальной детали получают слои толщиной 300-600 мкм, отличающиеся высокой твердостью и прочностью, абразивной и коррозионной стойкостью, а также высоким сопротивлением к изнашиванию. Образующиеся поверхностные слои упрочненного металла, состоят из боридов FeB и Fe2B, обладающих микротвердостью от 700 до 2300 НУ [10].

При восстановлении изношенных дисков можно использовать вибрационную обработку, которая обеспечивают высокие степени упрочнения и уровень остаточных напряжений сжатия, способствующих повышению усталостной прочности материала деталей, в особенности работающих в абразивной среде.

При вибрационных колебаниях активизация дислокаций происходит во всех зернах, прилегающих к поверхности, и процесс скольжения их совершается практически одновременно во всех кристаллитах. При вибрационном деформировании формируются блоки зерен, в результате чего увеличивается протяженность их границ и тем самым возникают больше зон скопления дислокаций. В

этом и состоит механизм упрочнения материала обрабатываемой детали при вибрационном нагружении [11].

В США, Англии, Японии при восстановлении деталей сельскохозяйственной техники некоторое распространение получил метод нанесения на поверхность полимерных материалов [12, 13].

Долговечность дисковых рабочих органов зависит от соблюдения технологии их изготовления и использования при этом современных износостойких материалов, агротехнических сроков выполнения работ по дискованию, условий работы - скорости движения, глубины обработки, угла атаки и др.

2. Хрущов, М.М. Абразивное изнашивание [Текст] / М.М. Хрущов, М.А. Бабичев. - М.: Наука, 1970. - 252 с.

3. Bowden, F.P. The Friction and Lubrication of Solids [Text] / F.P. Bowden, D. Tabor. - Oxford University Press, 2001. - 424 р.

5. Волошко, Н.И. Результаты полевых опытов по исследованию износа сферических дисков [Текст] / Н.И. Волошко, А.Ф. Загоруйко // Труды Азово-Черноморского института механизации сельского хозяйства. - Ростов, 1970. - №21. - С. 250-251.

6. Сабликов, М.В. Сельскохозяйственные машины. Основы теории и технологического расчета [Текст] / М.В. Сабликов. - М.: Колос, 1968. - 296 с.

7. Быков, В.Ф. Исследование эксплуатационной надёжности машин лесного комплекса [Текст] / В.Ф. Быков / Вклад учёных и специалистов в национальную экономику. Сборник научных трудов. - Брянск: БГИТА, 2006. - 380 с.

8. Колпаков, А.В. Технология упрочнения рабочих органов почвообрабатывающих машин [Текст] / А.В. Колпаков // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ им. В. П. Горячкина. - М.: 2009. -№4. - С. 54-56.

9. Сидоров, С.А. Совершенствование конструкции и упрочнение дисковых рабочих органов [Текст] / С.А. Сидоров // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - М.: 2003. - №8. - С. 30-32.

10. Шитов, А.Н. Влияние различных факторов на изнашивание рабочих органов почво-

обрабатывающих машин [Текст] / А.Н. Шитов, А.А. Веденеев // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2002. - №7. - С. 21-23.

12. Бледных, В.В. Устройство, расчет и проектирование почвообрабатывающих орудий [Текст] : учебное пособие / В.В. Бледных. - Челябинск: ЧГАА, 2010. - 203 с.

2. Khruschov М.М., Babichev A.M. Abrazivnoe iznashivanie [Abrasive wear]. Moscow, 1970, 252 p. (In Russian).

3. Bowden F.P., Tabor D. The Friction and Lubrication of Solids. Oxford University Press, 2001, 424 р.

5. Voloshko N.I., Zagoruiko A.F. Rezul'taty polevykh opytov po issledovaniiu iznosa sferi-cheskikh diskov [The results of field experiments on research of wear of spherical disks]. Trudy Azovo-Chernomorskogo instituta mekhanizatsii sel'skogo khoziaistva [The transactions of the Azov-black sea Institute of mechanization of agriculture]. Rostov, 1970, no. 37. рр. 24-27. (In Russian)

6. Sablikov M.V. Sel'skokhoziaistvennye mashiny. Osnovy teorii i tekhnologicheskogo rascheta [Agricultural machine. Fundamentals of the theory and technological calculations]. Moscow, 1968, 296 p. (In Russian)

7. Bykov V.F. Issledovanie ekspluatatsionnoi nadezhnosti mashin lesnogo kompleksa [The study of operational reliability of machines of the forest complex]. Vkladuchenykh i spetsialistov v natsional'nuiu ekonomiku. Sbornik nauchnykh trudov [The contribution of scholars and specialists

in national economy. Collection of scientific works]. Bryansk, 2006, 380 p. (In Russian)

8. Kolpakov A.V. Tekhnologiia uprochneniia rabochikh organov pochvoobraba-tyvaiushchikh mashin [The technology of hardening of working bodies of tillage machines]. Vestnik FGOU VPO MGAU im. V. P. Goriachkina [Vestnik of FSEE HPE MSAU named after V. P. Go-ryachkin]. Moscow, 2009, no. 4. рр. 54-56. (In Russian)

9. Sidorov S.A. Sovershenstvovanie konstruktsii i uprochnenie diskovykh rabochikh organov [Improving the design and strengthening of disk working bodies]. Mekhanizatsiia i elektrifikatsiia sel'skogo khoziaistva [Mechanization and electrification of agriculture]. Moscow, 2003, no. 8. рр. 30-32. (In Russian)

10. Shitov A.N., Vedeneev A.A. Vliianie razlichnykh faktorov na iznashivanie rabochikh or-ganov pochvoobrabatyvaiushchikh mashin [The influence of various factors on the wear of the working bodies of tillage machines]. Remont, vosstanovlenie, modernizatsiia [Repair, restoration, modernization]. 2002, no. 7. рр. 21-23. (In Russian)

12. Blednyih V.V. Ustroistvo, raschet i proektirovanie pochvoobrabatyvaiushchikh orudii. Uchebnoe posobie [The device, the calculation and design of tillage tools. Tutorial]. Chelyabinsk, 2010, 203 р. (In Russian)

Сведения об авторе

Шовкопляс Александр Викторович - доцент кафедры машиноиспользования в земледелии, ремонта машин и охраны труда Государственного образовательного учреждения Луганской народной республики «Луганский национальный аграрный университет», кандидат технических наук, доцент, г. Луганск, Луганская народная республика; е-mail: [email protected]

Information about author

Shovkoplyas Aleksandr Viktorovich - Associate Professor of the department of parking management in agriculture, repair of machines and labour protection Public educational institution of the Luhansk republic of People's is the «Luhansk national agrarian university», Ph. D. in Engineering, Associate Professor, Luhansk, Luhansk republic; е-mail: [email protected]

Читайте также: