Фактори що впливають на знос деталей грунтообробних машин

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

РЕФЕРАТ на тему:

"ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ЗНОС ДЕТАЛЕЙ Землеоброблювальні машини"

1. Вплив грунтових умов на величину і характер зношування деталей

Механічний склад і стан грунту впливають не тільки на інтенсивність зносу, але і на його характер. Особливо це видно на прикладі зносу лемешів, лап культиваторів і дискових борін. На важких суглинистих і глинистих грунтах лезо і польовий обріз лемеша затупляются і приймають овальну форму. На піщаних і супіщаних грунтах він зношується досить інтенсивно як по товщині, так і по ширині. Лезо при цьому зберігає свою гостроту, але на тильній стороні його створюється різко виражена потилична фаска, на лицьовій - глибока лучевідная канавка; носок за профілем закруглюється.

В.П. Горячкін знос лицьової поверхні лемеша і відвала з утворенням наскрізного протирання у верхній частині шкарпетки і грудей пояснював виникненням у цих місцях великих тисків. Інші дослідники пояснюють тим, що підрізає шар грунту значну частину шляху ковзання не деформується і зберігає свою форму. При цьому спирається нижньою гранню на робочу поверхню і в місцях контактування створює високі тиски. Вважають, що протирання лемеша відбувається внаслідок більш високого коефіцієнта тертя нормалізованої сталі, з якої виготовлена ​​спинка його. Цей довід не дає пояснення, чому одночасно з лемешем протирається прилегла частина відвалу, поверхня якого гартується до HRC 48.

Численними дослідами встановлено великий вплив на величину і характер зносу вологості грунтів. Наприклад, на суглинному чорноземі вологістю 10% знос відбувається приблизно в 6 разів швидше, ніж при вологості 26%. За даними Є.П. Огризкова [58], залежність між інтенсивністю зношування лемеша по ширині і абсолютною вологістю для діапазону вологостей 8-28% має гіперболічний характер:

Δ l = А / В п-Н

де: Δ l - інтенсивність зносу лемеша по ширині; У п - Абсолютна вологість; A і H - постійні коефіцієнти; для лемешів із заводською термообробкою вони рівні 18 і 0,54.

Деякі дослідники вважають, що при оранці відносно сухий грунту у лемешів найбільш інтенсивно зношується лезо з тильного боку, кромка його при цьому залишається гострою. Інші зазначають, що при оранці суп'есчано-підзолистих грунтів вологістю 2,8-4% лемеша не заточуються, а, навпаки, втрачають свою ріжучу здатність. Після нетривалої роботи на таких грунтах їх необхідно відтягувати. Зовсім інший характер зносу спостерігається на цих же грунтах при вологості 9,4-12,2%. Ріжуча здатність лемеша в цьому випадку зберігається протягом всього періоду роботи.

Досліди показують, що до вологості 7-8% самозагострювання леза не спостерігається, а інтенсивність зношування незначна. При вологості 10-12% і вище відбувається інтенсивний знос аж до протирання носової частини лемеша і прилеглої частини відвалу, а лезо зберігає гостроту. У зв'язку з наявністю в грунті вологи, в якій розчинені різні солі і гази, можна чекати прояву корозійного зносу. Вплив хімічного впливу грунту на інтенсивність зношування до теперішнього часу ще не вивчалося.

2. Фактори, що впливають на затуплення леза

Зазвичай тяговий опір робочого органу плуга досліджується в умовах, коли лезо лемеша має номінальні геометричні розміри. У дійсності, такий стан леза зберігається незначний час. становить дуже малу частку загального терміну експлуатації. В основному леміш працює в затупленому стані, причому ступінь затуплення залежить як від геометричних форм лемеша, так і від фізико-хімічних властивостей і стану грунту.

Розглянемо деякі особливості переміщення леза в грунті. Якщо лезо гостре, тобто радіус сполучення пересічних площин клину мізерно малий, воно при зустрічі з твердими частинками грунту відчуває дуже великий тиск. Під дією цього тиску прісходіт зминання кромки і її округлення. Збільшення радіуса округлення продовжується до тих пір, поки цей процес не стабілізується, що залежить від властивостей грунту. Якщо уявити, що затуплені лезо в перерізі являє дугу кола, яка при своєму переміщенні стикається з якою-небудь часткою грунту в точці А (рис. 1), то можливість ковзання цієї частки ка поверхні леза визначається умовою

δ <90 - φ,

де: δ - кут, утворений площиною симетрії леза і площиною, дотичною до нього в розглянутій точці; <р - кут тертя грунту про сталь.

При δ > 90 - φ, частки не можуть ковзати по поверхні леза і будуть вдавлюватися в грунт. У результаті створюється зона зминання, обумовлена ​​подвійним кутом:

АА '= 2 rcosδ

де r - привидів радіус кола округлення леза.

Рис. 1. Форма І Параметри ріжучого леза

Таким чином, зона зминання залежить від товщини леза і величини тертя грунту про сталь. Для одного і того ж леза в грунтах, що володіють більшою величиною тертя, будуть створюватися великі зони зминання. З іншого боку, при переміщенні такого леза відбувається зминання грунту, руйнування зв'язків між її частинками і відносне переміщення їх, тобто опір грунту характеризується силами внутрішнього тертя. Таким чином, тертям грунту про сталь і внутрішнім тертям у грунті визначається тяговий опір затуплений леза.

Асиметричне розташування лемеша плуга обумовлює деякі особливості його зношування. Знизу леза утворюється так звана потилична фаска. Нахил цієї фаски залежить від фізико-механічних властивостей грунтів. Для піщаних грунтів він наближається до нуля, для глинистих - досягає 35 °.

Вплив кута нахилу потиличної фаски на тяговий опір вельми значно, проте його важко відокремити від впливу округлення леза, тому їх зазвичай розглядають спільно.

3. Вплив швидкості на нормальний тиск грунту

Нерівномірний знос робочих органів грунтообробних машин обумовлений перш за все різним питомим тиском грунту на поверхню робочого органу в різних її точках, а також залежить від швидкості ковзання і прискорення контактують частинок.

Встановлено [53], що при оранці супіщаної грунту вологістю 10-14% питомий тиск на робочій поверхні лемеша розподіляється нерівномірно і становить у зоні носка близько 60 коливань на. 1 м колії. Максимальні значення тиску в нижній частині зони носка при швидкості 1,4 м / сек на глибині 22 см досягають 16-18 кг / .см 2. Середній тиск 4,34 кг / см 2. Найбільший тиск відчуває носова частина лемеша. Середній тиск в зоні шкарпетки в 4,6-12,8 рази більше середнього тиску в його центральній частині. Найбільш чутлива до зміни режиму оранки зона носка лемеша.

Збільшення швидкості або глибини оранки призводить до різкого зростання тиску в нижній частині носка лемеша і перерозподілу його в інших місцях. Наявність предплужника або дискового ножа полегшує роботу центральної частини носка лемеша. Місцям найбільшого тиску відповідає найбільший знос.

Таблиця 1. Питомі тиску на лемеші при різній глибині й швидкості оранки

Швидкість (м / сек)

Глибина оранки

(См)

Середнє питомий тиск (кг / см 2)

р н

р ср n

Загальна сила

тяги плуга

(КГ)



в зоні носка

на п'яті і середньої частини лемеша р ср n



З передплужником

0,8

22

1,16

0,20

5,9

2190

1,1

22

1,54

0,24

6,4

2100

1,4

22

1,77

0,14

12,8

2170

0,8

17

0,84

0,18

4,6

1830

0,8

27

1,49

0,15

6,9

3120

З дисковим ножем

0,8

22

1,19

0,20

6,2

1750

0,8

22

1,29

0,19

6,7

2060

Середні питомі тиску грунту при різних режимах оранки наведено в табл. 1.

Між питомим тиском і величиною зносу в окремих точках лемеша і відвала відсутня пряма пропорційність.

Наприклад, в носовій частині тиск в 1,5, а знос в 4-5 разів більше, ніж на п'яті. На відвалі різниця помітна ще більше. Пояснюється це тим, що в точках максимального тиску і порівняно невеликого зносу швидкість ковзання грунту невелика. Тут відбувається деформаційне ковзання, при якому швидкість відносного переміщення частинок грунту набагато менше, ніж при кінематичному.

Рис. 2. Місця виміру тисків на лемеші

Як датчики нормального тиску застосовували спеціальні месдози, на внутрішню поверхню яких наклеювали тензодатчики. Для реєстрації результатів вимірювань використовували багатоканальний шлейфним осцилограф з підсилювачем.

Питомі тиску грунту на поверхні плуга при оранці вимірювали на лемеші, відвалі і польовий дошці. Месдози на цих деталях монтували в спеціально просвердлених гніздах і ретельно підганяли врівень з робочою поверхнею.

На лемеші питомий тиск вимірювали у 13 точках. Гнізда розташовувалися рядами, що збігаються з напрямком руху контактируемих з лемешем абразивних частинок грунту. Відстань між центрами гнізд під месдози по напрямку руху абразивних частинок 40, а між рядами 135 мм (рис. 2).

На відвалі тиск вимірювали у 13 точках. Відстань між центрами гнізд становило але вертикалі 90 і по горизонталі 140 мм (рис. 3).

На польовий дошці тиск вимірювали у чотирьох точках. Відстань від п'яти до центру гнізда 1 становило 15, між центрами гнізд 1,2 і 3 - 60 мм та між гніздами 3 і 4-115 мм (рис. 4).

I I

Рис. 3. Місця виміру тисків на відвалі

Дані вимірювання середніх тисків грунту на леміш в залежності від швидкості руху наведено в табл. 2.

Найбільший тиск відчуває зона лемеша в точках /, 2, 3 і 4 (див. рис. 2). У середній частині лемеша (крапки 5 - 10) і на п'яті (точки 11 - 13) тиск помітно падає. Так, при оранці піщаної задернелой грунту на глибину 18-20 см і швидкості руху в зоні носка 1,39 км / год тиск в середній частині і на п'яті відповідно дорівнює 0,29 і 0,23 кг / см 1, тобто в зоні носка воно більше, ніж у середній частині, в 4,75 рази і в 6 разів більше, ніж на п'яті.

Така ж картина спостерігається при роботі на супісках. На середньому суглинку різниця між тиском на носку в порівнянні з центральною частиною і п'ятою зменшується. Така зміна середнього питомого тиску грунту на робочій поверхні лемеша пояснюється посиленим деформуванням грунту в шкарпетки лемеша, який зазнає великих тиску, пов'язані з ущільненням, сколюванням і відривом пласта. Середня частина і тим більше п'ята, лемеша знаходяться біля відкритої стінки борозни, де зусилля деформації грунту значно менше, ніж в шкарпетки лемеша.

Зміна режиму оранки призводить до зміни середнього питомого тиску грунту на леміш. Наприклад, зі збільшенням швидкості руху плуга від 0,46 до 3,2 м / сек, тобто в 6,95 рази, на піщаному грунті на глибині оранки 18-20 см середня питомий тиск зростає в носовій частині в 1,49, в середній частині і на носку в 1,3 рази.

Зі збільшенням швидкості руху середнє питомий тиск в окремих точках зростає не пропорційно швидкості. Більш інтенсивний ріст тисків спостерігається у носовій частині лемеша, в середній частині та в деяких точках п'яти - незначне збільшення і навіть зменшення питомої тиску.

Максимальні тиску в окремих точках лемеша досягають величин, що перевищують середні питомі тиску в 5-6 разів. Наприклад, у точці 2 (рис. 2) середнє питомий тиск на піщаному грунті при глибині оранки 18-20 см і швидкості руху 1,58 м / сек становить 1,51, а максимальне - 1,84 кг / см 2. Збільшення швидкості руху призводить до зростання пікових тисків.

Оскільки тиск на п'яті і в середній частині лемеша майже однаково, робочу поверхню лемеша в залежності від величини діючого на неї питомої тиску можна розділити на дві частини: носову, середню і п'яту.

Найбільший тиск припадає на точки, розташовані на грудях у лівого обрізи крила, найменше - на крилі відвалу і у верхній його частині. Якщо розглядати розподіл середнього питомого тиску по горизонтальних перерізах, найбільшому тиску піддаються точки відвалу, розташовані в перерізах / - / і / / - / /, і найменшій - в перерізі IV - IV (Див. рис. 3). Якщо умовно прийняти середнє питомий тиск по всьому перетину / - / для піщаних грунтів при швидкості 0,46 м / сек і глибині оранки 18-20 см за одиницю, то в перерізі / / - / / і III - / / / воно буде приблизно в 2, а в перетині IV - IV   в 3 рази менше. ніж в перетині / - /.

Середні питомі тиску по вертикальних перерізах по мірі віддалення від грудей до крила відвалу зменшуються. С.ростом швидкості руху плуга нерівномірність у розподілі питомої тиску по поверхні відвалу збільшується. Тиск зростає на грудях відвалу і зменшується на його крилі, а в інших місцях перерозподіляється.

Збільшення середнього питомого тиску з підвищенням швидкості руху пояснюється зростанням сили динамічного тиску пласта на груди відвалу. Грунтовий пласт при великих швидкостях руху, потрапляючи на груди відвалу, відкидається в сторону, не досягаючи його крила. Тому на грудях відвалу тиск збільшується з підвищенням швидкості, а на крилі - зменшується.

Найбільший тиск у всіх випадках відмічено в точці I (рис. 4), найменше-в точці 4. Зі збільшенням швидкості руху тиск зростає. Наприклад, для піщаного грунту при глибині оранки 18-20 см зі збільшенням швидкості приблизно в 7 разів в точці I тиск зріс в 1,3, у точці 2-в 2,1 і в точці 3 - в 1,7 рази. У точці 4 тиск не було зафіксовано.

4. Вплив швидкості на знос деталей

Знос деталей грунтообробних машин визначався в польових умовах ваговим і лінійним методами проф. Северневим М.М. Зважування проводилось до та після випробування з точністю до 0,5 р. Лінійний знос по товщині визначався на лемеші в 13 точках, відвалі в 17 і на польовій дошці в 4 точках за допомогою спеціально виготовлених шаблонів і мікрометричної скоби.

Перед початком досвіду деталі ретельно очищали від забруднень і корозії, промивали в ацетоні, просушували і після цього зважували.

Швидкості руху змінювалися від 1,25 до 3,33 м / сек.

Аналітично знос лемеша в залежності від швидкості руху можна виразити рівнянням:

G = A v 3

де A і v -: постійні коефіцієнти, які залежать від фізико-механічних властивостей грунту.

Для піщаного грунту, важкої супіски та легкого суглинку коефіцієнт А дорівнює відповідно 51,4; 34,1 і 26,2, а а - 0,54; 0,61 і 0,64.

Середні значення зносу лемешів по товщині на піщаному грунті в залежності від швидкості руху опрделял проф. Севернев.М.М., Їм було відмічено що найбільшому зносу схильна носова частина лемеша, більш чутлива до зміни режиму оранки.

Зростання швидкості руху від 1,25 до 3,33 м / сек призводить до різкого збільшення зносу в точках, що лежать ближче до леза; в міру віддалення від носка до спинки лемеша відбувається поступовий спад зносу. Так, при збільшенні швидкості в 2,66 рази знос у точці I (рис. 5) зріс в 3,1, у точці 2 - в 4,1, в точці - 3 - в 2 і в точці 4 - в 1,5 рази.

Така нерівномірність зношування в точках, розташованих на носку, а також у середній частині і п'яті лемеша, пояснюється різними питомою тиском і швидкостями ковзання контактируемих частинок в цих місцях при зміні швидкості руху

Рис. 5. Зони зносу лемеша

За інтенсивністю наростання зносу леміш можна розділити на три зони (рис. 5): носову частину (/), лезо (11), середню частину і п'яту (/ / /).

Найбільш інтенсивне зношування лемешів по товщині і вазі відбувається на піщаному грунті, потім на важкій супіски і, нарешті, на суглинку.

Характерним зносом для піщаного грунту і супіски є протирання носка лемеша наскрізь у вигляді желобообразной канавки від леза до спинки в напрямку руху контактируемих частинок. Лезо зношується по товщині і не вимагає заточення до вибраковки лемеша.

На глинистому грунті і суглинку лезо лемеша швидше затуплюється і відбувається утворення потиличної фаски.

Критерієм довговічності для відвалів може служити як ваговий, так і лінійний знос.

Падіння інтенсивності зношування після максимуму відбувається швидше на грунтах, що володіють більше зношується впливом. Це пояснюється меншою зв'язністю таких грунтів, що призводить при роботі на підвищених швидкостях до зменшення площі тертя абразивних частинок про робочу поверхню відвала.

Наявність максимуму кривої G = f (v) пояснюється взаємодією абразивних частинок грунту з робочою поверхнею відвалу. При малих швидкостях руху (близьких до кулю) грунтовий пласт не ковзає по робочому органу, а зазнає значні деформації і зрушується убік під дією корпусу плуга. У цьому випадку частинки грунту, що знаходяться в контакті з робочою поверхнею відвалу, зберігають своє положення або зміщуються відносно поверхні з малою швидкістю. Це обумовлює незначну інтенсивність зношування.

У міру збільшення швидкості руху плуга деформаційне ковзання всередині грунтового шару зменшується і зростає ковзання грунтових частинок по поверхні відвалу, а також зростає інтенсивність зношування. Такий рух триває до певної швидкості. У цьому випадку грунтовий пласт переміщається по всій поверхні відвалу і контактують абразивні частинки мають найбільший шлях тертя, а отже, інтенсивність зношування досягає найбільшого значення.

Грунтовий пласт при виникненні значних інерційних сил відкидається відвалом, не досягаючи його крила. При цьому збільшується тиск, який чиниться на леміш і груди відвалу, і зменшується шлях тертя грунтових частинок. Подальше збільшення швидкості руху плуга викликає зменшення площі дотику тащенного пласта з відвалом і призводить до подальшого зменшення інтенсивності зношування його.

Рис. 6. Зони зносу відвалу

Дослідження показали, - що відвали тракторних плугів при оранці піщаних і супіщаних грунтів мають наскрізне протирання грудей і зношування нижній частині крила. Зі збільшенням швидкості руху знос відвалу по товщині відбувається по-різному у різних його точках (табл. 31). За інтенсивністю зношування робочу поверхню можна розділити на зони I - V (рис. 6). Зі збільшенням швидкості руху спостерігається більш інтенсивне зношування грудей відвалу і нижньої частини крила. Знос відвалу по верхньому обрізу і у верхній частині крила відсутній

Працездатність польовий дошки обмежується лінійним зносом її опорних поверхонь. Найбільшому зношування піддається п'ята (рис 7, зона I), особливо при оранці піщаних і супіщаних грунтів. Цей знос виражається в тому, що п'ята, що становить приблизно ¼ трохи зменшується Рис. 7. Зони зносу польовий дошки, в міру віддалення від п'яти до середньої частини (зона Л) і майже відсутня в передній частині (зона III).

Рис. 7 Зони зносу польовий дошки

Інтенсивно зношується також нижня лицьова частина польової дошки, в результаті чого опорна частина набуває форму леза. Зі збільшенням швидкості руху зростає знос у всіх зонах польовий дошки. Більш інтенсивне зношування польовий дошки в зоні I при звичайних швидкостях руху і підвищення інтенсивності зношування у всіх інших зонах при зростанні швидкості пояснюються підвищенням тиску в цих місцях.

За інтенсивністю зношування польову дошку можшо розділити на чотири зони: нижню частину, зону п'яти, середню і передню частину (/ - IV). Збільшення швидкості руху корпуса плуга призводить до деякого зміщення меж цих зон, але характер зношування по товщині не змінюється.

Польова дошка найбільш інтенсивно зношується на піщаних грунтах, потім на супісках і, нарешті, на суглинку.

Знос польових дощок по ширині викликає зміна площі бічної опори, а також кута нахилу підошви до стінки борозни, що порушує стійку роботу плуга.

Дані дослідів показують, що найбільш інтенсивне зношування польовий дошки спостерігається в перетині I - I, менш інтенсивне в перерізі IV - IV. Наприклад, при оранці 4 га на корпус плуга при швидкості руху 1,25 м / сек знос по ширині в перерізі I - I в порівнянні з січнем IV - IV збільшився при роботі на піщаному грунті в 2,5, на важкій супіски в 4,6 і на суглинку в 3,7 рази (див. рис. 4).

З підвищенням швидкості руху знаряддя спостерігається незначне збільшення зносу в перерізі I - I, а в перетині IV - IV іноді навіть деяке його зменшення.

Використана література

1. Бернштейн Д.Б. Абразивне зношування лемішного леза і працездатність плуга / / Трактори та сільгоспмашини. - 2002. - № 6. - С. 40-45.

2. Бернштейн Д.Б. Оцінка можливості самозагострювання почворежущіх елементів при абразивному зношуванні / / Трактори та сільгоспмашини. - 1985. - № 6.-С. 15-19.

3. Каплук Г.П. Дослідження впливу властивостей грунтів на довговічність деталей робочих органів грунтообробних машин. - Мінськ: Вид. Академії сільськогосподарських наук УРСР, 1966. - С. 54-68.

4. Обризков Є.П. Про вплив абсолютної вологості грунту на знос лемешів / / Сільгоспмашини, 1955 .- № 6.-С. 14-21

5. Рабинович А.Ш. Самозагострювальні плужні лемеші та інші почворежущіе деталі машин. М. ГОСНИТИ, 1962. - 107 с.

6. Розенбаум О.М. Дослідження зносостійкості сталей для робочих органів грунтообробних знарядь. Праці ВІСХОМа, вип. 53. Дослідження матеріалів деталей с.г. машин. ОНТИ, 1969. - 1 4 3 с.

7. Північніше М.М. Визначення терміну служби деталей машин при абразивному зносі. / / Праці наук. конф. ВІМЕСХ / Под ред. М.Є. Мацепура. - Мінськ: Сельхозіздат БРСР, 1961. - С. 91-108

8. Північніше М.М. Знос деталей сільськогосподарських машин. Л.: Колос, 1972. - 288 с.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Сільське, лісове господарство та землекористування | Реферат
65.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Знос деталей промислового обладнання
Проектування деталей машин
З`єднання деталей і вузлів машин
Технологія механічної обробки деталей машин
Проектування технологічного процесу ремонту деталей транспортних і технологічних машин
Фактори що впливають на анестезію
Фактори що впливають на якість продукції
Фактори що впливають на розвиток дитини
Здоров я та фактори що впливають на нього
© Усі права захищені
написати до нас