Способ получения износостойкой рабочей поверхности деталей почвообрабатывающих машин



Способ получения износостойкой рабочей поверхности деталей почвообрабатывающих машин
Способ получения износостойкой рабочей поверхности деталей почвообрабатывающих машин
Способ получения износостойкой рабочей поверхности деталей почвообрабатывающих машин
Способ получения износостойкой рабочей поверхности деталей почвообрабатывающих машин
Способ получения износостойкой рабочей поверхности деталей почвообрабатывающих машин
Способ получения износостойкой рабочей поверхности деталей почвообрабатывающих машин

 


Владельцы патента RU 2414337:

Ожегов Николай Михайлович (RU)

Изобретение может быть использовано в сельскохозяйственном машиностроении для повышения износостойкости поверхностей деталей почвообрабатывающих машин путем сварки плавлением. На рабочую поверхность детали наплавляют износостойкий присадочный материал в виде параллельных друг другу полос с толщиной слоя 2-4 мм под прямым углом к направлению перемещения рабочей поверхности детали на расстоянии друг от друга не более 15-кратной толщины слоя. Наплавленные полосы могут быть выполнены в виде чередующихся отрезков разной длины на расстоянии друг от друга не менее ширины наплавленной полосы или в виде одинаковых отрезков на расстоянии друг от друга от 1 до 3 размеров их ширины, или в виде отрезков длиной, равной их ширине, расположенных на расстоянии друг от друга, равном их ширине, в шахматном порядке с перекрытием расстояния между отрезками соседних полос в направлении перемещения рабочей поверхности. Изобретение позволяет снизить скорость изнашивания основного и наплавленного металла за счет уменьшения трения при взаимодействии почвы с рабочей поверхностью. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к способам нанесения износостойких покрытий на поверхности деталей почвообрабатывающих машин с использованием сварки плавлением.

Известен способ нанесения на деталь износостойких покрытий (патент РФ №2184639 В23K 9/04), включающий наплавку износостойкого присадочного материала большей плотности, чем основной металл детали, при котором проплавление детали осуществляют по линиям армирования на всю глубину с созданием сжимающих напряжений при охлаждении детали.

Недостатками данного способа являются коробление детали из-за глубокого проплавления рабочей поверхности, что увеличивает трудоемкость механической обработки для получения ее необходимых размеров и шероховатости, а также высокая скорость изнашивания основного металла в промежутках между линиями армирования.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению относится способ упрочнения лемехов плугов из среднеуглеродистых и высокоуглеродистых сталей при котором в качестве наплавляемого материала используют малоуглеродистый электродный материал, который наплавляют на рабочую поверхность в виде параллельных друг другу валиков, каждый последующий из которых наносят со скоростью, обеспечивающей образование закалочной структуры, после остывания предыдущего (патент РФ №2274526 В23K 9/04, В23Р 6/00).

Недостатком данного способа является высокая скорость изнашивания основного и наплавленного металла.

Задача изобретения - снижение скорости изнашивания основного и наплавленного металла путем уменьшения трения при взаимодействии почвы с рабочей поверхностью детали.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе получения износостойкой рабочей поверхности деталей почвообрабатывающих машин, включающем наплавку на рабочую поверхность детали износостойкого присадочного материала в виде параллельных друг другу полос, расположенных на расстоянии друг от друга, наплавку полос выполняют толщиной слоя 2-4 мм с нанесением под прямым углом к направлению перемещения рабочей поверхности детали на расстоянии друг от друга не более 15-кратной толщины слоя.

Наплавку полос на рабочей поверхности детали выполняют в виде чередующихся отрезков разной длины, расположенных на расстоянии друг от друга не менее ширины наплавленной полосы, или в виде одинаковых отрезков, расположенных на расстоянии друг от друга от 1 до 3 размеров их ширины, или в виде отрезков длиной, равной их ширине, расположенных на расстоянии друг от друга, равном их ширине, в шахматном порядке с перекрытием расстояния между отрезками соседних полос в направлении перемещения рабочей поверхности.

Перед наплавкой рабочую поверхность детали устанавливают под острым углом к вертикали, вдоль наплавляемой полосы перпендикулярно направлению перемещения рабочей поверхности закрепляют подложку, и выполняют наплавку над подложкой в горизонтальном положении.

На рабочую поверхность детали устанавливают форму для наплавки полосы, в которую засыпают присадочный порошок, уплотняют его и производят наплавку с подачей основного присадочного материала.

Новые существенные признаки:

1. Наплавку полос выполняют толщиной слоя 2-4 мм с нанесением под прямым углом к направлению перемещения рабочей поверхности детали на расстоянии друг от друга не более 15-кратной толщины слоя.

2. Наплавку полос на рабочей поверхности детали выполняют в виде чередующихся отрезков разной длины, расположенных на расстоянии друг от друга не менее ширины наплавленной полосы, или в виде одинаковых отрезков, расположенных на расстоянии друг от друга от 1 до 3 размеров их ширины, или в виде отрезков длиной, равной их ширине, расположенных на расстоянии друг от друга, равном их ширине, в шахматном порядке с перекрытием расстояния между отрезками соседних полос в направлении перемещения рабочей поверхности.

3. Перед наплавкой рабочую поверхность детали устанавливают под острым углом к вертикали, вдоль наплавляемой полосы перпендикулярно направлению перемещения рабочей поверхности закрепляют подложку, и выполняют наплавку над подложкой в горизонтальном положении.

4. На рабочую поверхность детали устанавливают форму для наплавки полосы, в которую засыпают присадочный порошок, уплотняют его и производят наплавку с подачей основного присадочного материала.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Техническим результатом является снижение скорости изнашивания основного и наплавленного металла путем рыхления приповерхностного слоя почвы в активной зоне трения рабочей поверхности детали.

Наплавка полос толщиной слоя 2-4 мм обеспечивает необходимую глубину рыхления приповерхностного слоя почвы, достаточную для уменьшения ее плотности и связности в активной зоне трения рабочей поверхности деталей.

Наплавка полос с нанесением под прямым углом к направлению перемещения рабочей поверхности детали ограничивает возможность формирования в контактном слое почвы сдвигающего усилия вдоль наплавленных полос и промежутков основного металла между ними, что снижает путь трения абразивных частиц при взаимодействии с основным и наплавленным металлом.

Ограничение максимального расстояния между соседними полосами 15-кратной толщиной наплавленного слоя определяет необходимую частоту деформаций приповерхностного слоя почвы путем циклического повышения нормального давления в этом слое при взаимодействии с рабочей поверхностью деталей.

Циклическое повышение нормального давления почвы в области приповерхностного слоя, примыкающей к боковой поверхности полос в направлении перемещения, обусловлено уплотнением контактного слоя почвы при ее торможении на толщину наплавленных полос.

При напряжениях, превышающих предел прочности почвы в области пересечения поверхности наплавленных полос, увеличивается объем скалывания частиц, что уменьшает связность и плотность почвы в направлении перемещения с основным металлом, расположенным в промежутках между соседними полосами. При динамическом ударе приповерхностного слоя почвы с боковой поверхностью наплавленных полос происходит интенсивное развитие трещин, которое сопровождается резанием и сколом частиц в переходных сечениях боковой поверхности полос.

С противоположной стороны наплавленного слоя в области снижения нормального давления почвы, примыкающей к тыльной стороне боковой поверхности полос, образуются зоны застоя почвенных частиц на основном металле, которые характеризуются минимальным трением с поверхностью основного металла.

При взаимодействии с основным металлом за пределами зон уплотнения и застойных зон менее связные частицы почвы совершают смешанное относительное перемещение, включающее скольжение, качение, вращение и перекатывание абразивных частиц, что уменьшает их трение с основным металлом.

Перечисленные признаки в совокупности позволяют уменьшить скорость изнашивания рабочей поверхности детали путем снижения связности и плотности контактного слоя почвы.

Наплавка полос на рабочую поверхность детали в виде чередующихся отрезков разной длины, расположенных на расстоянии друг от друга не менее ширины наплавленной полосы, или в виде одинаковых отрезков, расположенных на расстоянии друг от друга от 1 до 3 размеров их ширины, или в виде отрезков длиной, равной их ширине, расположенных на расстоянии друг от друга, равном их ширине, в шахматном порядке с перекрытием расстояния между отрезками соседних полос в направлении перемещения рабочей поверхности позволяет регулировать степень рыхления контактного слоя почвы в зависимости от ее механического состава, плотности и влажности, а также выполняемых технологических операций при ее обработке, определяющих интенсивность трения рабочей поверхности деталей.

Расположение отрезков полос в шахматном порядке с перекрытием расстояния между отрезками соседних полос в направлении перемещения обеспечивает условия для рыхления контактного слоя почвы по всей ширине рабочей поверхности детали.

Установка рабочей поверхности детали перед наплавкой под острым углом к вертикали с закреплением подложки вдоль наплавляемой полосы перпендикулярно направлению перемещения рабочей поверхности и выполнение наплавки над подложкой в горизонтальном положении позволяют создавать форму поперечного сечения наплавляемой полосы и ее боковой поверхности, которые увеличивают степень приповерхностного рыхления контактного слоя почвы в направлении ее перемещения.

По одному из вариантов на рабочую поверхность детали устанавливают форму для наплавки полосы, в которую засыпают присадочный порошок, уплотняют его и производят наплавку по слою порошка подачей основного присадочного материала.

Таким образом выполняют отрезки полос с острыми кромками и углами по периметру, повышающими степень рыхления контактного слоя почвы путем срезания и скола частиц.

Использование износостойкого металлического порошка в качестве дополнительного присадочного материала повышает износостойкость наплавленных полос в сочетании с наплавкой основного присадочного материала. Уплотнение порошка повышает его связность, что снижает распыление мелкодисперсного порошка давлением электрической дуги и его потери при подаче основного присадочного материала.

На фиг.1 схематично изображено расположение полос, наплавленных под прямым углом к направлению перемещения рабочей поверхности пятки полевой доски корпуса плуга.

На фиг.2 схематично изображено расположение полос при нанесении на рабочую поверхность детали в виде чередующихся отрезков разной длины на расстоянии друг от друга не менее ширины наплавленной полосы.

На фиг.3 схематично изображено расположение полос при нанесении на рабочую поверхность детали в виде одинаковых отрезков на расстоянии друг от друга от 1 до 3 размеров их ширины.

На фиг.4 схематично изображено расположение полос при нанесении на рабочую поверхность детали в виде отрезков длиной, равной их ширине, на расстоянии друг от друга, равном их ширине.

На фиг.5 схематично изображено расположение рабочей поверхности детали, установленной под острым углом γ к вертикали при наплавке полос с использованием подложки.

На фиг.6 схематично изображены формы для выполнения отрезков полос путем наплавки по слою дополнительного присадочного материала в виде мелкодисперсного порошка.

На рабочей поверхности 1 пятки полевой доски корпуса плуга (на фиг. не показан) параллельно друг другу на расстоянии S друг от друга не более 15-кратной толщины слоя под прямым углом к направлению 2 перемещения рабочей поверхности путем наплавки наносят износостойкий присадочный материал в виде полос 3 толщиной слоя 2-4 мм

В направлении 2 перемещения рабочей поверхности 1 детали в области, примыкающей к боковой поверхности наплавленных полос 3, в контактном слое почвы формируются зоны 4 повышения нормального давления почвы и застойные зоны 5 длиной L и L' соответственно.

Наплавку на рабочую поверхность 1 полос 3, состоящих из отрезков 6 и/или 7 выполняют в шахматном порядке с перекрытием расстояния между отрезками соседних полос в направлении перемещения 2.

Рабочую поверхность 1 детали устанавливают под острым углом γ к вертикали, вдоль наплавляемой полосы 3 перпендикулярно направлению 2 перемещения рабочей поверхности закрепляют подложку 8. Наплавку полос 3 в виде отрезков 6 и/или 7, или полос 3 непрерывной длины на рабочей поверхности 1 выполняют над подложкой 8 в горизонтальном направлении.

Каплевидная форма отрезков 6 и/или 7, или полос 3 непрерывной длины в поперечном сечении формируется в виде прямоугольного треугольника 9, в зависимости от длины катетов которого и формы ее боковой поверхности в направлении перемещения получают необходимую длину L зоны 4 повышения нормального давления и длину L' застойной зоны 5 почвенных частиц, определяющих степень приповерхностного рыхления контактного слоя почвы.

На рабочую поверхность 1 детали устанавливают форму 10 для отрезков 6 и/или 7 наплавляемой полосы 3. В форму 10 засыпают мелкодисперсный присадочный порошок 11, уплотняют его и производят наплавку подачей основного присадочного материала 12.

Наплавка на рабочую поверхность 1 полос 3 износостойкого присадочного материала толщиной слоя 2-4 мм с нанесением под прямым углом к направлению 2 перемещения рабочей поверхности 1 детали на расстоянии S друг от друга не более 15-кратной толщины слоя снижает трение контактного слоя почвы с основным и наплавленным металлом.

При этом обеспечивается необходимая глубина приповерхностного рыхления почвы, достаточная для уменьшения плотности и связности частиц в контактном слое путем формирования в области, примыкающей к боковой поверхности наплавленных полос 3 зон 4 повышения нормального давления и застойных зон 5, уменьшающих скорость перемещения частиц в контактном слое и площадь фактического контакта частиц при трении почвы с поверхностью основного металла.

Снижение связности и плотности почвы в контактном слое путем резания и скола частиц при напряжениях, превышающих предел прочности почвы, приводит к уменьшению суммарных сил трения с рабочей поверхностью детали по сравнению с иным расположением полос или при их полном отсутствии.

Наплавка полос 3 на рабочей поверхности 1 детали в виде чередующихся отрезков 6 и/или 7 (фиг.2, 3, 4), расположенных в шахматном порядке, с перекрытием расстояния S' между отрезками соседних полос в направлении перемещения 2 увеличивает в приповерхностном слое интенсивность зарождения и развития трещин и степень рыхления почвы, обеспечивая в активной зоне трения рабочей поверхности детали снижение связности и плотности почвы.

Для наплавки полос 3 на рабочую поверхность 1, в том числе, обладающую кривизной, рабочую поверхность 1 устанавливают под острым углом γ к вертикали. Перпендикулярно направлению перемещения рабочей поверхности 1, вдоль наплавляемой полосы 3 закрепляют подложку 8. Наплавку полос 3 выполняют над подложкой 8 в горизонтальном направлении с получением каплевидной формы 9 поперечного сечения наплавленной полосы 3, что достигается за счет смещения расплавленного металла на подложку 8 под действием сил тяжести сварочной ванны. При этом каплевидная полоса 3 в поперечном сечении представляет собой прямоугольный треугольник, острые углы и длину катетов которого изменяют путем регулирования острого угла γ между рабочей поверхностью 1 и вертикалью. Расположение подложки 8 в горизонтальном направлении обеспечивает одинаковое поперечное сечение и форму боковой поверхности по длине наплавленных полос 3 и одинаковую степень рыхления контактного слоя почвы.

Для получения заданных размеров отрезков (6, 7) полос 3, выдержки расстояния S' между отрезками (6, 7) по длине полосы 3 и между полосами 3 в направлении перемещения рабочей поверхности 1, на рабочую поверхность 1 устанавливают форму 10 для отрезков (6, 7) полос, в которую насыпают присадочный порошок 11, уплотняют его и производят наплавку с подачей основного присадочного материала 12.

Применение формы 10 обеспечивает получение заданного шахматного порядка с перекрытием расстояния S' между отрезками (6, 7) соседних полос в направлении перемещения рабочей поверхности 1 и равномерную толщину наплавленной полосы 3 с получением острой верхней кромки по ее периметру, что способствует более качественному рыхлению приповерхностного слоя почвы путем срезания и скола частиц в области взаимодействия с рабочей поверхностью 1 детали.

1. Способ получения износостойкой рабочей поверхности деталей почвообрабатывающих машин, включающий наплавку на рабочую поверхность детали износостойкого присадочного материала в виде параллельных друг другу полос, расположенных на расстоянии друг от друга, отличающийся тем, что наплавку полос выполняют толщиной слоя 2-4 мм с расположением под прямым углом к направлению перемещения рабочей поверхности детали на расстоянии друг от друга не более 15-кратной толщины слоя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наплавку полос на рабочую поверхность детали выполняют в виде чередующихся отрезков разной длины, расположенных на расстоянии друг от друга не менее ширины наплавленной полосы, или в виде одинаковых отрезков, расположенных на расстоянии друг от друга от 1 до 3 размеров их ширины, или в виде отрезков длиной, равной их ширине, расположенных на расстоянии друг от друга, равном их ширине, в шахматном порядке с перекрытием расстояния между отрезками соседних полос в направлении перемещения рабочей поверхности.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед наплавкой рабочую поверхность детали устанавливают под острым углом к вертикали, вдоль наплавляемой полосы перпендикулярно направлению перемещения рабочей поверхности закрепляют подложку и выполняют наплавку над подложкой в горизонтальном положении.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на рабочую поверхность детали устанавливают форму для наплавки полосы, в которую засыпают присадочный порошок, уплотняют его и производят наплавку присадочным материалом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и ремонта машин, а именно к способам изготовления, восстановления и упрочнения носовой части лемехов плугов сельскохозяйственной почвообрабатывающей техники.
Изобретение относится к области термомеханической обработки. .

Изобретение относится к области ремонта машин, в частности к возобновлению утраченного ресурса плужных лемехов, работающих в условиях интенсивного изнашивания. .
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к восстановлению упругих свойств пружин. .

Изобретение относится к способу изготовления полой лопатки, вершина которой имеет форму ванночки, способу ремонта такой лопатки, а также к лопатке, изготовленной одним из этих способов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при ремонте колес транспортных средств. .

Изобретение относится к прокатному производству, преимущественно к ремонту непрерывных травильных агрегатов цехов холодной прокатки стальных полос. .

Изобретение относится к области упрочнения поверхностей металлических конструкций, работающих в условиях абразивного износа, и может быть использовано при ремонте и изготовлении изделий, требующих повышенных прочностных и износостойких свойств на отдельных участках поверхности.
Изобретение относится к области термомеханической обработки. .
Изобретение относится к технике и технологии ремонта насосных штанг. .
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к сварочному производству, и может быть использовано при получении износостойких, жаростойких покрытий на деталях из углеродистых и легированных сталей.

Изобретение относится к области ремонта машин, в частности к возобновлению утраченного ресурса плужных лемехов, работающих в условиях интенсивного изнашивания. .

Изобретение относится к области дуговой сварки плавлением, в частности к способам наплавки изделий порошкообразным присадочным материалом с использованием плазменной дуги прямого действия.

Изобретение относится к наплавке и может найти применение при восстановлении изношенных частей любых тел вращения, включая тонкостенные трубы малого диаметра, и плоских деталей, а также при изготовлении новых изделий с заданными физико-механическими свойствами поверхности.
Изобретение относится к металлургии, в частности к электрошлаковой сварке, наплавке или переплаву, и может быть использовано для восстановления деталей, подверженных интенсивному износу, требующих больших объемов сварки, наплавки, например перемычки хвостовика автосцепки вагонов, локомотивов, а также для получения качественных инструментальных сталей методом электрошлакового переплава.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам восстановления наплавкой поверхностей деталей в виде тел вращения, а также плоских поверхностей, в том числе автомобильных деталей из легированных сталей с высоким содержанием углерода.

Изобретение относится к технологии восстановления или упрочнения механизированной наплавкой изношенных поверхностей стальных тяжелонагруженных деталей, преимущественно, пассажирских и грузовых вагонов железнодорожного подвижного состава.

Изобретение относится к способу ремонта стальных конструкций сваркой, в частности может быть использовано при ремонте остовов тяговых электродвигателей локомотивов, преимущественно работающих в условиях вибрационного нагружения.

Изобретение относится к сварке и наплавке, в частности к способам износостойкой наплавки для нанесения защитных покрытий на изделия из титана и титановых сплавов, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания и ударных нагрузок.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к деформационно-термической обработке покрытий никель-алюминий с эффектом памяти формы, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и медицине.
Изобретение относится к области сварочного производства, а именно способу наплавки износостойких покрытий, и может быть использовано при получении покрытий на деталях из титановых сплавов, работающих в условиях трения, ударных нагрузок для различных отраслей промышленности
Наверх