РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ДОЛОТ КУЛЬТИВАТОРОВ НА ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ

АННОТАЦИЯ

В статье приведены исследования по изучению влияния состава материала долот культиваторов на износостойкость. Проанализировано результаты исследований по испытаниям образцов на износ в абразивной среде, полученные результаты проводились на основании требований ГОСТ 23.208-79. При испытаниях на износ в абразивной среде учитывались такие параметры, как сила давления, действующая на образец, продолжительность испытания, скорость трения, расход абразивного материала. Произведена сравнительная оценка широко применяющихся деталей из стали 110Г13Л и новых опытных материалов.

В результате испытаний выявлено, что износостойкость испытанных образцов в 1,07–10,25 раза выше, чем у стали 35ХГСЛ. При этом с увеличением в составе материала долот культиваторов углерода и карбидов легирующих элементов таких, как хром, марганец и кремний увеличевается их износостойкость. Доказано, что с изменением микроструктуры материалов образцов термической обработкой позволяет улучшить показатели твердости и износостойкости.

ABSTRACT

The article presents research on the influence of cultivator share material composition on wear resistance. The results of the studies on the testing of samples for wear in an abrasive medium were analyzed, and the obtained results were carried out according to the requirements of GOST 23.208-79. During wear tests in an abrasive medium, parameters such as the pressure force acting on the sample, the duration of the test, the friction rate, and the consumption of the abrasive material were taken into account. A comparative assessment of widely used parts made of 110G13L steel and new experimental materials was conducted.

As a result of tests, it was found that the wear resistance of the tested samples is 1.07–10.25 times higher than that of 35XGSL steel. At the same time, as the material composition of carbon cultivators and carbides of alloying elements such as chromium, manganese, and silicon increases, their wear resistance increases. It has been proven that changing the microstructure of the material samples by heat treatment allows for improved hardness and wear resistance.

Ключевые слова: чизель-культиватор, рабочие органы, долота, состав, твердость, износ.

Key words: chisel cultivator, working parts, chisel, composition, bits, hardness, wear.

В настоящее время в сельском хозяйстве становится популярным использование мощных высокоскоростных широкозахватных тракторов при агрегатировании почвообрабатывающими машинами. Однако конструкция и материальный состав рабочих органов этих почвообрабатывающих машин не изменились за последный 50 лет [3]. Поэтому они непригодны для использования в нинешних суровых условиях эксплуатации.

Известно, что рабочие органы культиваторов, применяемых при междурядной обработке почвы, быстро изнашиваются из-за абразивного трения их с почвой. В результате происходит затопление режущей кромки, что приводит к перерасходу запасных частей, увеличиваются тяговое сопротивление агрегата и расход горюче-смазочных материалов [4].

На основании вышеизложенного авторами были проведены лабораторные испытания по изучению износостойкости материалов, пригодных для использования в изготовлении рабочих органов культиваторов.

Методы исследования. В исследовании использовались образцы размером 30х50 мм, состоящие из рабочих органов, отобранных по программе испытаний образцов (рис. 1). Из них готовили микрошлифы в установленном порядке. Химический состав материалов образцов представлен в таблице 1.

Рисунок 1. Внешний вид образцов до и после испытания на абразивный износ

При испытаниях на износ в абразивной среде учитывались такие параметры, как сила давления, действующая на образец, продолжительность испытания, скорость трения, расход абразивного материала. Величину износа определяли по разнице веса и размеров образцов до и после испытания.

Таблица 1.

Химический состав материала образцов

Испытания на износостойкость образцов проводились на специально предназначенной для этого установке, работаюшей на абразивный износ, имеющейся на кафедре «Технологические машины и оборудование» Андижанского машиностроительного института (рис. 2).

Рисунок 2. Устройство для испытания материалов в абразивной среде

Испытания образцов в условиях абразивной среды проводились в соответствии с требованиями ГОСТ 23.208-79 [1].

На поверхность испытываемого на износ образца прижимают валик, изготовленный из эластичного материала, под действием силы давления и вращательным движением валика происходит процесс трения. Износ образца осуществляется за счет введения на поверхность трения абразивного материала, состоящего из кварцевого песка. В качестве абразивного материала использовался кварцевый песок размером менее 1 мм. В качестве сжимающей образец нагрузки использовались грузики весом 1, 2, 3, 4 и 5 кг. Нагрузки, приложенные к поверхности образца, составляли 35, 70, 105, 140 и 175 Н. Один цикл выдержки образца в абразивной среде составил 120 мин. При этом путь трения составил 1130 м.

Для обеспечения надежности экспериментов для всех образцов устанавливались одинаковые условия. Кварцевый песок, являющийся абразивной частицей, повторно не использовался.

Результаты испытаний образцов на износ в лабораторных условиях представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Результаты испытаний образцов на износ

Обсуждение. Для сравнения результатов испытаний на износ сравнивались образцы с нетермообработанной сталью марки 35ХГСЛ. Из результатов испытаний видно, что износостойкость остальных испытуемых образцов в 1,07 – 10,25 раза выше, чем у стали 35ХГСЛ (рис. 3).

Исследование влияния структур образцов, подвергшихся износу и без нее, на величину износа в различных средах охлаждения показало следующие результаты: при этом сталь 45Г и экспериментальный образец имеют структуру троостита в ненагретом состоянии, структуру сорбита при нагреве в масле и мартенситную структуру при нагреве в воде. Структура рабочих поверхностей образцов, покрытых наваркой, преимущественно имеет сорбит-карбидную или мартенситно-карбидную структуру. Если слева много сорбитной структуры, справа увеличивается мартенситно-карбидная структура.

Из образцов стали 45Г и опытного образца в незакалённом состоянии имеется трооститная структура, при соответствующей закалке в масле проявляется сорбитная структура, а при закалке в воде мартентная структура. В конгломерате рабочих поверхностей образцов с увеличением в составе карбида хрома происходит переход из сорбитно-карбидной к мартенситно-карбидной структуре. При этом при переходе из сорбитно-карбидной в мартенситно-карбидную структуру износостойкость образцов увеличивается.

1) 110Г13Л марка сталь; 2) 45Г закаленный в воде; 3) ЧХ22 маркированный чугун; 4) 45Г закаленный в масле; 5) СЧ25 маркированный чугун; 6) 35XГСЛ закаленный в масле; 7) 5ХГМ закаленный в масле; 8) 35XГСЛ не закалённый;

Рисунок 3. Результаты испытаний на износ в лабораторных условиях

Выводы. Из результатов испытаний выявлено, что износостойкость испытанных образцов в 1,07–10,25 раза выше, чем у стали 35ХГСЛ (рис. 3). При этом с увеличением в составе материала долот культиваторов углерода и карбидов легирующих элементов, таких как хром, марганец и кремний, увеличевается их износостойкость.С изменением микроструктуры материалов образцов термической обработкой происходит улучшение показателей твердости и износостойкости. Из полученных результатов можно разработать методику выбора износостойкого материала долота культиватора в зависимости от типа и изнашиваемой способности почвы.

Список литературы:

1. ГОСТ 23.208-79. Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытания материалов на износостойкость при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы. – М.: Издательство стандартов, 1979. – 4 с.
2. Новиков В.С. Обеспечение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин : автореф. дисс. ... д-ра техн. наук. – Москва, 2008. – 38 с.
3. Мўйдинов А.Ш., Қодиров Н.У., Обидов О.С. Чизел – култиватор долоталарини дала синовлари натижалари // Агро Илм. – 2024. – б. 81–83.
4. Қосимов К.З., Мадазимов М.Т., Қодиров Н.У., Косимов С.Д. Плуг лемехлари ейилишини ўрганиш ва уларнинг ресурсини ошириш технологиялари таҳлили // Рақамли технологиялар, инноватсион ғоялар ва уларни ишлаб чиқариш соҳаси ва қўллаш истиқболлари: Халкаро илмий-амалий анжумани материаллар туплами. – 1-шуъба. – Андижон: АндМИ, 2021. – Б. 158–160.