Підвищення зносостійкості робочих органів ґрунтообробних машин

Abstract

На підставі аналізу конструктивних особливостей і умов експлуатації дискових робочих органів встановлено, що процес їх спрацювання є багатофакторним і формується під одночасною дією абразивного ґрунтового середовища, ударних навантажень та змінних, зокрема коливальних, рухів під час виконання технологічних операцій з обробітку ґрунту. У ході досліджень проаналізовано триботехнічні властивості наплавлених шарів, сформованих методом ручного електродугового наплавлення. Отримані результати показали, що використання зносостійких покриттів на основі електродних матеріалів забезпечує істотне підвищення твердості поверхневого шару та супроводжується зменшенням інтенсивності масового зношування. Результати польових експериментальних випробувань дисків із наплавленими покриттями підтвердили ефективність застосування ручного електродугового наплавлення як засобу підвищення їх експлуатаційного ресурсу. В умовах реальної роботи зафіксовано зростання довговічності робочих органів порівняно із серійними зразками в межах 48…75 %. Під час експлуатаційних досліджень також встановлено стабільну реалізацію ефекту самозагострювання. Сформовані наплавлені шари сприяють керованому спрацюванню менш твердих зон основного матеріалу з одночасним збереженням виступів зміцненого шару, що дає змогу підтримувати зменшений кут загострення ріжучої кромки протягом усього строку служби диска. Це, у свою чергу, призводить до зниження тягового опору агрегату та скорочення витрат пального під час обробітку ґрунту. Порівняльний аналіз серійних і наплавлених робочих органів показав, що впроваджені технологічні рішення дозволили зменшити кут загострення ріжучих крайок дисків до 13 % упродовж експлуатаційного періоду.

Based on the analysis of the design features and operating conditions of disc working bodies, it was established that their wear process is multifactorial and is formed under the simultaneous influence of an abrasive soil environment, impact loads, and variable, including oscillatory, motions during the performance of soil tillage operations. During the study, the tribotechnical properties of deposited layers formed by manual electric arc surfacing were analyzed. The obtained results showed that the use of wear-resistant coatings based on electrode materials provides a significant increase in the hardness of the surface layer and is accompanied by a reduction in the intensity of mass wear. The results of field experimental tests of discs with deposited coatings confirmed the effectiveness of manual electric arc surfacing as a means of increasing their service life. Under real operating conditions, an increase in the durability of the working bodies compared to standard serial samples in the range of 48–75% was recorded. During operational studies, a stable realization of the self-sharpening effect was also established. The formed deposited layers promote controlled wear of the less hard zones of the base material while preserving the protrusions of the strengthened layer, which makes it possible to maintain a reduced cutting-edge angle throughout the entire service life of the disc. This, in turn, leads to a reduction in the draft resistance of the implement and a decrease in fuel consumption during soil tillage. A comparative analysis of standard and surfaced working bodies showed that the implemented technological solutions made it possible to reduce the sharpening angle of disc cutting edges by up to 13% during the operating period.