СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ МАШИН Российский патент 2012 года по МПК B23K9/04 B23P6/00 

Изобретение относится к области ремонта машин и сварочному производству, в частности к повышению долговечности конструктивных элементов рабочих органов почвообрабатывающих машин, эксплуатирующихся в условиях непосредственного контактирования с почвой.

Известен способ повышения долговечности деталей рабочих органов почвообрабатывающей техники путем заплавки образовавшегося износа с последующей оттяжкой наплавленной области и формированием рабочей поверхности согласно техническим условиям, отвечающим требованиям на обработку почвы [1].

Способ отличается достаточной технологической сложностью и трудоемкостью и не обеспечивает необходимой наработки до отказа без применения дополнительных мероприятий (наплавочного армирования восстановленной области) [1].

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ восстановления и упрочнения изношенных в абразивной среде изделий устранением износа двухслойной наплавкой, где первый слой выполняет функцию пластичной подложки, а второй, с высокой твердостью, обеспечивает повышенную износостойкость [2].

Недостатками такого метода устранения износа следует считать: необходимость в электродных материалах с различными свойствами, технологическую сложность в исполнении (получение двухслойного покрытия), низкую производительность, повышенную склонность к трещинообразованию.

Техническим результатом изобретения является повышение долговечности деталей рабочих органов почвообрабатывающих сельскохозяйственных машин за счет увеличения суммарного ресурса путем их восстановления. При этом возрастает стойкость восстановленной части детали к абразивному изнашиванию, т.к. метод основан на создании в области износа «каркаса» с полостями, которые забиваются в процессе обработки земли почвой (почва «залипает»), выполняющей функцию противоабразивной компоненты.

Указанный технический результат изобретения достигается путем наплавки валиков в изношенной области перпендикулярно образующей геометрической формы износа. Валики наплавляются в виде ребер жесткости на определенном расстоянии друг от друга. Это расстояние определяется двумя факторами: обеспечением необходимой прочности восстановленной зоны за счет создания каркасной конструкции и возможностью залипания почвенной массы в образовавшихся полостях, что определяется гранулометрическим составом почвы (количественным соотношением глины и песка). Высота наплавляемых валиков лимитируется глубиной износа.

Заявленный способ осуществляется за счет ряда факторов. Наличие валиков в области износа, выполняющих роль ребер жесткости, создает условия для обеспечения надлежащей прочности при воздействии на деталь почвенной среды и тем самым снижая склонность восстановленного участка к разрушению. Образовавшиеся пустоты между наплавленными участками служат полостями, которые заполняются частицами почвы, выполняющими в данном случае роль антиабразивной среды и обеспечивающей высокую стойкость к изнашиванию. Наличие такого строения восстановленного участка позволит избежать повышения тягового сопротивления при использовании эффекта залипания, т.к. почва, находящаяся в полостях, не будет выступать за пределы рабочей поверхности. При этом не происходит нарушения геометрических параметров лемеха, установленных техническими условиями и, следовательно, все агротехнические требования к вспашке будут выполняться в полном объеме.

Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от известного тем, что устранение износа производится наплавкой валиков перпендикулярно образующей геометрической формы износа, выполняющих роль ребер жесткости и образующих полости, которые в процессе эксплуатации заполняются почвенной массой, обладающей высокой абразивной стойкостью. В этом случае образуется поверхность, представляющая собой композитный материал, где роль основы выполняет материал лемеха, а функции абразивностойкой составляющей - частицы грунта, находящиеся в полостях. В результате чего создаются условия для обеспечения необходимых прочностных свойств и повышения износостойкости. Данный способ обеспечивает снижение технологической сложности при его реализации и склонности к трещинообразованию. В этом случае в качестве антиабразивной составляющей используется таже среда, которая подвергается обработке - почва. Таким образом, предлагаемый способ соответствует критерию «новизна».

Известные технические решения подразумевают: упрочнение плужных лемехов устранением лучевидного износа одно- и двухслойной наплавкой, что отсутствует в предлагаемом способе и позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «существенные отличия».

На фиг.1 представлен (в качестве примера) лемех с наваренными валиками (перемычками) на расстоянии α друг от друга в зоне лучевидного износа, где:

1 - рабочая поверхность лемеха в изношенной зоне

2 - лучевидный износ с полуэллипсоидным профилем

3 - наваренные валики (перемычки)

4 - частицы почвы

Осуществление данного способа поясняется на примере серийного плужного лемеха. Устранение износа осуществляется в 2 этапа. Первый - производится очистка рабочей поверхности лемеха 1 в изношенной зоне 2, затем производится наплавка валиков 3 перпендикулярно оси износа с расстоянием между ними (α) не более 20-30 мм. Валики не должны быть выше уровня поверхности. Второй - в процессе обработки почвы происходит заполнение полостей частицами почвы 4, выполняющей функции антиабразивной среды, что и обеспечивает повышение долговечности восстановленного лемеха.

Источники информации

1. Михальченков A.M., Будко С.И., Паршиков П.А. Увеличение долговечности плужных лемехов восстановлением и наплавкой и упрочнением сварочным армированием // Вестник Брянской ГСХА Научный журнал - Брянск - Издательство БГСХА - №2, 2005, - с.46-51.

2. Патент RU 2370351. Способ восстановления и упрочнения плужных лемехов устранением лучевидного износа двухслойной наплавкой [текст] / Михальченков A.M., Тюрева А.А., Козарез И.В., Комогорцев В.Ф., опубликовано 20.10.2009, Бюл. №29.

Изобретение может быть использовано при восстановлении конструктивных элементов рабочих органов почвообрабатывающих машин с лучевидным износом рабочей поверхности, эксплуатирующихся в условиях непосредственного контакта с почвой. Наплавляют валики перпендикулярно оси лучевидного износа на расстоянии друг от друга 20-30 мм с образованием между ними полостей. Высота валиков не превышает уровень рабочей поверхности восстанавливаемой детали. Полости в процессе эксплуатации детали заполняются почвой, выполняющей функцию антиабразивной среды, что обеспечивает увеличение стойкости восстановленных элементов к абразивному изнашиванию. 1 ил.

Способ восстановления деталей рабочих органов почвообрабатывающих машин с лучевидным износом рабочей поверхности, включающий наплавку валиков в области износа, отличающийся тем, что валики наплавляют перпендикулярно оси лучевидного износа на расстоянии друг от друга 20-30 мм с образованием между ними полостей, при этом высота валиков не превышает уровень рабочей поверхности восстанавливаемой детали.