Технологічне забезпечення відновлення дисків сошників зернових сівалок
Дипломная работа - Сельское хозяйство
Другие дипломы по предмету Сельское хозяйство
ксацію залишкових внутрішніх напружень, які виникають при зварюванні сталі 65Г 42,43,134;
забезпечити контактне зміцнення зварного зєднання 64,136, яке дасть змогу підвищити його стійкість до втомного руйнування 22,63.
Основними легувальними елементами, які визначають властивості зєднання сталі 65Г, отриманого за допомогою зварюванням матеріалами, які дають змогу утворити метал шва з аустенітною структурою, є вуглець та марганець 127,132,133. В праці, на підставі аналізу структурної діаграми високомарганцевистої сталі 109,131, вибрано раціональний хімічний склад зварного шва із аустенітною структурою, стійкою до утворення технологічних тріщин 127,130.
Схематично методику моделювання хімічного складу шва та необхідного для його утворення порошкового дроту зображено на рис.2.1
Окрім абсолютного вмісту цих елементів у шві важливим також є їхнє співвідношення, яке в певній мірі характеризує здатність поверхні високомарганцевистого шва до деформаційного зміцнення 128,132. Також, в залежності від концентрації С і Mn в шві, визначається запас його аустенітності, а отже, і здатність знижувати залишкові деформації та напруження в диску за рахунок пластичного деформування 136.
Моделювання зварного шва виконано на підставі таких припущень: хімічний склад порошкового дроту при зварюванні сталі 65Г забезпечує утворення в металі шва стабільну структуру аустеніту, і тим самим максимально знижує залишкові напруження; отриманий хімічний склад металу зварного шва
Рис.2.1 Послідовність етапів моделювання властивостей зварного зєднання сталі 65Г
забезпечує високу зносостійкість внаслідок зміцнення пластичним деформуванням його поверхні, а також необхідні рівень напружень та технологічну міцність ділянок зварного зєднання; геометричні параметри зєднання під час приварювання ремонтного кільця змодельовані так, що поверхня зєднання розміщена зовні і не заважає руху насіння; параметри зєднання забезпечують необхідне контактне зміцнення, що істотно підвищує стійкість відремонтованого диска до утворення втомних тріщин під час експлуатації.
На підставі аналізу структурної діаграми системи Fe-С-Mn встановлено, що при вмісті у сплаві вуглецю в межах 0,5. .1,3% та марганцю 6. .15%, при швидкостях охолодження Wох=15. .20 0С/с у діапазоні температур 500. .6000С можна отримати високомарганцевистий метал зварного шва з аустенітною структурою [109] (рис.2.2). При цьому необхідно приділити увагу забезпеченню високих швидкостей охолодження з метою одержання сплаву високого запасу аустенітності [136,138]. Вибір хімічного складу високомарганцевистого металу шва виконано із використанням структурної діаграми (рис.2.2), на якій можна виділити такі характерні ділянки:
“1” - суміш структур аустеніту та мартенситу: низькі пластичність і здатність до зміцнення; схильність до утворення холодних тріщин
“2” - стабільна аустенітна структура: високі пластичність і здатність до зміцнення та релаксації напружень; достатня технологічна міцність
“3” - аустенітна структура із карбідними включеннями: високі крихкість; схильність до утворення тріщин та відколів; низька здатність до зміцнення
“4” - мартенситна структура: високі твердість, крихкість та схильність до утворення ХТ
Рис.2.2 Структурна діаграма залізомарганцевистої сталі.
А - аустеніт, М - мартенсит, К - карбіди
“А", “В”, “С” - досліджувані хімічні склади швів
Аналіз свідчить, що сплав, який знаходиться у ділянці “2", забезпечує утворення бездефектної аустенітної структури та оптимальні механічні властивості. Хімічний склад швів вибирався із урахуванням особливостей виготовлення промисловістю зварювальних порошкових дротів, а також економічного чинника, який суттєво впливає на собівартість відремонтованого диска.
Залежно від розмірів щілини b між крайками деталей при зварюванні (рис.2.3) можна отримати різні за хімічним складом та властивостями зварні шви. Це пояснюється насамперед тим, що під час зварювання відбувається перемішування основного та присадного матеріалів. Залежно від їх співвідношення в утвореному металі, як шов так і зварне зєднання можуть змінювати свої фізико-механічні властивості.
Для одержання необхідних параметрів, з використанням розрахункового апарату 135, виконано моделювання геометричних характеристик зєднання, і на 2.3 зображено змодельовані геометричні параметри зварного зєднання.
Диски сошника зернової сівалки експлуатуються в абразивному середовищі, і будь-які нерівності на поверхні зварного зєднання можуть стати місцями скупчення дрібних частинок, що в подальшому призвести до зародження дефекту і відповідно до руйнування конструкції в цілому 134. Це, насамперед, стосується геометричних розмірів зєднання, особливо висоти підсилення зварного шва с. Слід зауважити також, що останні мають визначальний вплив на втомну міцність зварних зєднань під час експлуатації дисків в ґрунті 146,147.
Вибір вмісту C і Mn в зварному шві виконано шляхом регулювання величини щілини b, яка впливає на ширину зварного шва а. Із зміною величини b можна регулювати частку присадного та основного матеріалів в металі зварного шва. Провівши математичні разрахунки, та врахувавши коефіцієнти переходу вуглецю та марганцю в метал шва при зварюванні, розмір щілини між деталями b=0,2. .0,5 мм. При цьому висота підсилення шва - с=0,7. .0,9 мм. Така підготовка деталей, згідно попередніх розрахунків, дає змогу отр