К ВОПРОСУ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ХОДОВОЙ ЧАСТИ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН
Грядунов С.С., Коньшаков М.В. (БГИТА, г.Брянск, РФ)
Повышение долговечности деталей рабочих органов и ходовой части землеройных машин является важной народохозяйственной проблемой. Износостойкость указанных деталей, имеющих невысокий ресурс, резко снижается при эксплуатации техники в условиях климатически низких температур, что обуславливает сокращение объема работ, простои и т.д. Поэтому повышение их износостойкости является основой обеспечения высокой работоспособности.
Повышение износостойкости быстроизнашивающихся деталей землеройной техники может быть достигнуто посредством применения хромованадиевых сплавов, в которых матрица сплава объемно армируется карбидным каркасом. Варьируя свойствами матрицы и объемным содержанием карбидов, можно обеспечивать высокую износостойкость материала для различных условий эксплуатации.
На основании анализа механизма абразивного и ударно-абразивного изнашивания выявлено, что при абразивном изнашивании характерно деформирование матрицы и последующее разрушение карбидов, при ударно-абразивном – хрупкое отделение продуктов износа. Зарождение микротрещины, особенно в условиях ударно-абразивного изнашивания, характерно для межфазных границ. Показано, что существует аналогия структурного развития микротрещины для различных видов нагружения. Источником зарождения трещины может быть превышение предельно допустимого значения напряжения материала.
Исследование напряженного состояния поверхностного слоя деталей, позволяет прогнозировать возможность зарождения микротрещины и учитывать влияние внешнего нагружения, характерно для различных рабочих органов.
На основании вышеизложенного, в работе ставилась задача исследования влияния структурных факторов – плотности карбидной фазы и ориентации карбидных волокон на напряженное состояние модели материала при помощи МКЭ в объемной постановке. Параметры структуры материала оценивались сканированием реальной структуры, модуль упругости карбидов ванадия принимался в 2 раза большим, чем модуль упругости матрицы сплава. Разорентация волокон карбида ванадия принималась в пределах 20 0.
На основании выполненных расчетов установлены поля напряжений и их максимальные значения на границе фаз карбид-матрица в зависимости от внешних нагрузок и структуры материала, что позволяет в первом приближении выбирать рациональную структуру хромованадиевых сплавов для различных деталей рабочих органов землеройных машин.