Дипломная работа: Технологічне забезпечення відновлення дисків сошників зернових сівалок

1. забезпечення прибутковості у сільському господарстві;

2. розробка і впровадження енергоощадних технологій, нової техніки та обладнання;

3. формування та функціонування ринків матеріально-технічних ресурсів тощо. Головним же завданням є збереження, відновлення, ремонт та підтримання в роботоздатному стані наявного технічного потенціалу та ефективне його використання [12].

Серед великої кількості землеоброблювальної техніки, яка використовується для посіву сільськогосподарських культур, важливе місце займають зернові сівалки, робочими органами яких є диски сошника, виготовлені із сталі 65Г. В результаті абразивного спрацювання, ударних навантажень, а також хімічної дії ґрунту відбувається зношення робочої поверхні дисків, в результаті чого зменшується їх зовнішній діаметр. Згідно агротехнічних вимог, коли диск за діаметром спрацьований більше ніж на 25мм., він забраковується. Відносно невеликий термін експлуатації дисків (4. .5 років) викликає необхідність виготовлення їх у великій кількості.

На даний час агротехнічна галузь України щорічно потребує до 3 млн. нових дисків загальною вартістю близько 115 млн. грн. Для їх виготовлення необхідно майже 5,4 тис. т. листа із сталі 65Г. В зв’язку з цим, актуальним питанням є ремонт спрацьованих дисків із застосуванням таких способів, які забезпечують як відновлення їх геометричних розмірів так і високу зносостійкість. Серед таких процесів вагоме місце займають методи зварювання. Однак існуючі на даний час такі способи ремонту дисків є енергоємкими бо потребують застосування додаткових операцій підігрівання та термічного оброблення.

Разом з тим, за економічними розрахунками, собівартість відремонтованого диска сошника зернової сівалки порівняно із новим є меншою на 25-30%.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась у відповідності до існуючих Державних науково-технічних програм: “Підвищення надійності та довговічності машин і конструкцій"; “Впровадження технологічних комплексів машин і обладнання для агропромислового комплексу на 1998-2005 рр. (П.3.11 12); Національна програма розвитку агропромислового виробництва і соціального відродження села на 1999-2010рр. за напрямком “Ресурсне оновлення виробництва на основі застосування сучасних організаційних та техніко-технологічних систем, організація матеріально-технічного постачання” та координаційного плану Комітету з питань науки і техніки України, розділу „Машинобудування” (позиція 43) „Високоефективні технологічні процеси в машинобудуванні" на 2000-2005 роки. .

Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є збільшення ресурсу роботи дисків сошників зернових сівалок шляхом ресурсозберігаючих технологій.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі:

виявити причини та особливості зношення дисків сошників зернової сівалки;

проаналізувати існуючі способи ремонту дисків та обґрунтувати доцільність відновлення їх зовнішнього діаметра зварюванням без застосування операцій попереднього підігріву та кінцевої термічної обробки;

визначити оптимальний хімічний склад та мікроструктуру шва для одержання необхідних фізико-механічних властивостей робочої ділянки, що забезпечує втомну міцність та абразивну зносостійкість відремонтованого диска;

дослідити вплив залишкових внутрішніх напружень на стійкість відремонтованого диска до абразивного зношення;

розробити математичну модель експериментально-розрахункового методу для визначення напружено-деформованого стану у відремонтованих за зовнішнім діаметром дисках, виготовлених із сталі 65Г;

провести стендові та польові випробування відновлених дисків;

визначити основні параметри технологічного процесу ремонту спрацьованих дисків сошників зернових сівалок із відновленням їхнього зовнішнього діаметра.

Об'єкт дослідження - диски сошників зернових сівалок.

Предмет дослідження - вплив фізико-механічних характеристик металу робочої ділянки на експлуатаційні властивості відремонтованих дисків.

Методи дослідження. Для досягнення мети та вирішення поставлених завдань в роботі використовувались такі методи: метод математичного планування та статистичної обробки; метод визначення зносостійкості сталі; металографічний і хімічний аналізи; методи оцінки деформаційного зміцнення та втомної міцності; метод електротензометрування; експериментально-розрахунковий метод визначення напружено-деформованого стану в диску; експериментальне дослідження дисків на стійкість до спрацювання.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що:

обґрунтовано параметри та властивості ремонтного кільця в залежності від особливостей експлуатації сошників та процесу їх зношення.

встановлено зв’язок між хімічним складом зварювального порошкового дроту та фізико-механічними і експлуатаційними властивостями відремонтованих за зовнішнім діаметром дискових деталей при абразивному зношенні та втомному руйнуванні в умовах роботи посівної техніки.

встановлено оптимальні параметри пластичного деформування відремонтованої ділянки диска сошника, які зумовлюють релаксацію внутрішніх напружень розтягу та створення напружень стиску у робочій ділянці.

розроблена математична модель експериментально-розрахункового методу для визначення залишкового напружено-деформованого стану в тонколистових дискових деталях із сталі 65Г.

вперше запропонована функціональна залежність, що описує поле пластичних деформацій для випадку з’єднання обмеженої радіусом та з отвором пластини із сталі 65Г коловим швом.

Практичне значення одержаних результатів.

Розроблено інженерну методику розрахунку напруженого стану у тонколистових дискових деталях сільськогосподарських агрегатів. Теоретичні та практичні результати дисертаційних досліджень впроваджені в навчальний процес кафедри зварювального виробництва, діагностики та відновлення металоконструкцій Національного університету „Львівська політехніка”.

На підставі проведених лабораторних та польових випробувань встановлено, що відремонтовані диски мають необхідну стійкість до абразивного спрацювання при ресурсі їх роботи на рівні із новими дисками. Визначено оптимальні параметри технологічного процесу ремонту спрацьованих дисків сошників зернової сівалки шляхом відновлення їх зовнішнього діаметра. Отримано патент України №38536А "Спосіб відновлення спрацьованих дисків сільськогосподарської сівалки". Проведенням техніко-економічної оцінки ефективності процесу встановлено, що собівартість відремонтованого диска складає 45. .60% вартості нового, а технологічний процес ремонту прийнятий до впровадження у Львівській області в підприємстві ТзОВ АПП “Львівське”.

Особистий внесок здобувача. Основні результати, рішення, висновки та рекомендації, наведені в дисертаційній роботі, отримані автором самостійно. В опублікованих за результатами досліджень роботах дисертанту належить: у [1] - розробка оптимального хімічного складу залізо-марганцевистого шва з аустенітною структурою та дослідження його впливу на експлуатаційні характеристики колового з'єднання диска із сталі 65Г; у [2] - визначення величини деформаційного зміцнення поверхні шва, яке має місце при пластичному деформуванні; у [3] - визначення основних параметрів технологічного процесу ремонту дисків, без застосування попереднього підігріву та кінцевої термічної обробки; у [4,5] - розробка та обґрунтування математичної моделі, що враховує особливості формування поля пластичних деформацій у відновлених зварюванням дисках сошників зернових сівалок.