Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Анализ изнашивания и разработка экологически чистой технологии химико-термической упрочняющей обработки рабочих органов кормоприготовительных машин

Диссертация: Анализ изнашивания и разработка экологически чистой технологии химико-термической упрочняющей обработки рабочих органов кормоприготовительных машин
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Проблемой повышения долговечности и восстановления рабочих органов названных машин занималось большое количество исследователей, ими были предложены различные способы повышения долговечности молотков, которые можно условно разделить на следующие группы: организационные (рациональная организация рабочего процесса измельчения), конструкторские (оптимизация формы и размеров молотков и конструкции… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Анализ изнашивания и повреждаемости рабочих органов зернодробильных машин
    • 1. 1. Устройство и работа машин для дробления зерна при приготовлении концентрированных кормов для животных
    • 1. 2. Анализ отказов узлов и деталей машин для измельчения зерна
    • 1. 3. Исследование изнашивания и повреждаемости молотков зернодробилок в условиях рядовой эксплуатации
      • 1. 3. 1. Результаты исследования изнашивания молотков зернодробилок
      • 1. 3. 2. Металлографический анализ рабочих органов зернодробильных машин
      • 1. 3. 3. Рентгеноструктурный анализ изношенных деталей
    • 1. 4. Перспективы использования упрочняющей обработки для повышения долговечности рабочих органов зернодробилок
  • Глава 2. Методика экспериментальных исследований
    • 2. 1. Стали для исследования и технология упрочняющей обработки
    • 2. 2. Методика исследования состава, структуры и физико-механических свойств диффузионных слоев
    • 2. 3. Определение износостойкости и ударной вязкости нитроцементованных сталей
    • 2. 4. Математическое планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных
  • Глава 3. Исследование нитроцементации сталей для молотков зернодробилок в пастообразном карбюризаторе универсального действия
    • 3. 1. Анализ реакций в насыщающих азотисто-углеродных средах и обоснование выбора компонентов карбюризатора
    • 3. 2. Оптимизация состава азотисто-углеродного карбюризатора по кинетическим показателям
    • 3. 3. Насыщающая способность аммиачно-железосинеродистого карбюризатора при различных режимах нитроцементации
  • Глава 4. Исследование эксплуатационных свойств сталей для молотков зернодробилок, упрочненных нитроцементацией
    • 4. 1. Анализ абразивной износостойкости и ударной вязкости материалов с гетерофазной структурой
    • 4. 2. Экспериментальное исследование износостойкости и ударной вязкости нитроцементованных сталей для молотков зернодробилок
      • 4. 2. 1. Упрочнения сталей для молотков зернодробилок низкотемпературным цианированием
      • 4. 2. 2. Упрочнение стали для молотков зернодробилок нитроцеминтацией при средних температурах насыщения
      • 4. 2. 3. Результаты нитроцементации молотковых сталей при высокой температуре — 850°С
      • 4. 2. 4. Обсуждение результатов эксперимента
    • 4. 3. Разработка технологических рекомендаций по упрочнению молотков зернодробильных машин

Анализ изнашивания и разработка экологически чистой технологии химико-термической упрочняющей обработки рабочих органов кормоприготовительных машин (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Обеспечение продовольственной безопасности России является, в настоящее время, главной задачей сельскохозяйственного производства и тех отраслей машиностроения, которые обслуживают сельское хозяйство. В этой связи ведущая роль отводится развитию животноводства, что особо подчеркивается в Президентской Программе развития сельского хозяйства. Развитие современного высокоэффективного животноводства немыслимо без его механизации, обеспечивающей внедрения прогрессивных технологических процессов заготовки, приготовления и раздачи кормов, а также ухода за животными.

Наиболее энергоемкой операцией в рабочих процессах приготовления кормов (комбикормов, полнорационных кормовых смесей, травяной муки и т. п.) является измельчение исходных компонентов. Измельчение зерна выполняется в подавляющем большинстве случаев дробилками молоткового типа (КДУ-2,0, ДБ-5, ДКМ-5 и др.). Эксплуатация этих машин показала, что при многих положительных качествах (универсальность, простота обслуживания, высокая производительность) они имеют ряд недостатков, наиболее существенным из которых является низкая долговечность рабочих органовмолотков.

Проблемой повышения долговечности и восстановления рабочих органов названных машин занималось большое количество исследователей, ими были предложены различные способы повышения долговечности молотков, которые можно условно разделить на следующие группы: организационные (рациональная организация рабочего процесса измельчения), конструкторские (оптимизация формы и размеров молотков и конструкции дробилки в целом) и технологические (разработка различных способов упрочнения молотков, таких как термообработка, химико-термическая обработка, наплавка, напыления и т. п.). Однако многолетняя практика эксплуатации кормод-робилок показала, что все предлагаемые до настоящего времени способы повышения износостойкости молотков не нашли широкого применения по причинам малой эффективности или не технологичности.

Такое неудовлетворительное состояние дел с надежностью кормопри-готовительных машин во многом связано с недостатком объективных данных о характере и закономерностях изнашивания и повреждаемости их деталей в процессе эксплуатации. В частности, до настоящего времени совершенно не изучены вопросы, связанные с изменением структуры и свойств материалов молотков дробилок, вызванное действием на них перерабатываемой зерновой массы. При отсутствии таких данных нет возможности сформулировать требования к структуре молотков и разработать эффективный метод их упрочнения.

Одним из прогрессивных и экономичных методов повышения износостойкости стальных изделий является их поверхностное упрочнение нитро-цементацией. Однако, влияние нитроцементации на комплекс свойств, благоприятных для повышения долговечности зернодробильных молотков, изучено недостаточно — нет ясности о взаимосвязи степени насыщения стали азотом и углеродом с абразивной износостойкостью и ударной вязкостью нитроцементованных слоев, не ясна роль структуры и фазового состава этих слоев в определении уровня износостойкости и ударной вязкости сталей различных классов.

Изучение этих и некоторых других вопросов, связанных с износостойкостью молотков и надежностью кормоприготовительных машин, весьма актуально. Работы в этом направлении могут иметь важное народнохозяйственное значение в плане повышения надежности сельскохозяйственной техники.

ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

1. Проведен анализ изнашивания и повреждаемости молотков зернодробилок в условиях рядовой эксплуатации, в результате которого установлено, что упрочнение молотков закалкой недостаточно эффективно для работы в среде, содержащей абразивные частицы. Молотки быстро изнашиваются, что ведет к снижению производительности работы и удушению качества дробления зерна (к снижению его питательной ценности).

2. Предложен метод упрочнения молотков зернодробилок нитроцементацией, обеспечивающий образование в диффузионных слоях твердых карбонитридных фаз, сопротивляющихся действию абразива.

3. Разработан состав пастообразного карбюризатора, содержащий сажу, аммиачную селитру, желтую кровяную соль и углекислый барий, обеспечивающий насыщение стали азотом и углеродом в широком диапазоне температур. Оптимизировано содержание компонентов в пасте, обеспечивающего максимальную скорость нитроцементации.

4. Исследована насыщающая способность карбюризатора при различных температурах и на различных температурах и на различных сталях и установлены закономерности формирования структуры диффузионных слоев в зависимости от режимов нитроцементации и легирования упрочняемых сталей.

5. Исследовано влияние режимов нитроцементации на абразивную износостойкость и ударную вязкость сталей для молотков зернодробилок. Установлены режимы нитроцементации, обеспечивающие удовлетворительное сочетание названных свойств и максимально возможную долговечность деталей, работающих в абразивных средах с динамическими нагрузками.

6. Разработаны технологические рекомендации для упрочнения молотков из сталей 40 и 30 ХГСА нитроцементацией, обеспечивающего повышение их долговечности более чем в 4 раза.

7. Показана экологическая безопасность нитроцементации стали с ис.

— 125пользованием высокоактивного пастообразного карбюризатора, который может обеспечить требуемое насыщение стали упрочняющими элементами при минимальном расходе.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.М. Диффузионная карбидизация стали.- Воронеж ВГУ. 977.-92с.
  2. В.М., Колмыков В. И., Воротников В. А. Влияние карбидов на стойкость цементованных слоев к изнашиванию в кварцевом абразиве // Металловедение и термическая обработка металлов. 1990. № 4.-С.45−47.
  3. А.Н., Халанский В. М. Сельскохозяйственные машины 6-е изд., перераб. и доп.-М.: Агропромиздат. 1989.-527 с.
  4. Н.И., Сакун В. А. Сельскохозяйственные м мелиоративные машины М.: Колос. 1994.- 751 с.
  5. Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов -М.: Машиностроение. 1975.-312 с.
  6. М.М., Бабичев М. А. Абразивное изнашивание -М.: Наука. 1970.-252 с.
  7. М.М. Закономерности абразивного изнашивания В сб. изно-состойкость-М.: Наука. 1975.-С.5−27.
  8. Основы расчета на трение и износ / И. В. Крагельский, М.Н. До-бычин, B.C. Колебалов-М.: Машиностроение. 1977.-520с.
  9. Трение, изнашивание и смазка. Справочник -В 2-х книгах /Под ред. И. В. Крагельского и В. В. Алисина.- М.: Машиностроение. 1979.-358 с.
  10. В.И., Переверзев В. М. Анализ процесса изнашивания буровых долот, упрочненных карбидной фазой //Повышение эффективности и качества использования недр КМА Воронеж: ВГУ. 1980.-С. 101−105
  11. М.М. Механические свойства грунтов.- М.: Стройиздат. 1973.-376с.
  12. В.Н. Износ рабочих органов почвообрабатывающих машин в эксплуатации // Повышение долговечности деталей машин и инструментов Ростов- на -Дону: НИИТМ. 1962.-С.27−31.
  13. Т. Физика и механика разрушения и прочности твердых тел-М.: Металлургия .1971.- 264с.
  14. Д.Ж. Разрушение композитов с дисперсными частицами в металлической матрице / Композиционные материалы. Разрушение и усталость- Под ред. J1. Браутмана -М.: Мир. 1978.-С.58−105
  15. Gurland J. observation on the frakture of cementite particles in a spheroidsed 1,05% С steel deformed at room temperature // Akta Met. 1972. 20.№ 5-P. 735−741.
  16. B.M., Бартеньев B.M. Влияние способа цементации на распределение закалочных остаточных напряжений в стали ХВГ7/ Химико-термическая обработка металлов и сплавов Минск: БТТИ. 1977.-Г.66−68 .
  17. Stuart Н., Ridley N. Thermal expansion of some carbides and tesselated stresses // Jron and steel Jnst., 1970. 208. № 12 P. 1089−1092
  18. Anand L, Gurland J. Effect of internal boundaries on the yield strengthe of spheroidized steel // Met. Trans. 1976. Ф.7. № 2- P. I9I-197.
  19. Nakamura М., Gurland J. The fracture toughness of WC-Co two-phase alloys- a preliminary model // Met. Trans. 1980.A.11. № 1.-P.141−146
  20. K.C., Травушкин Г. Г. Современные представления о связи структуры и прочности твердых сплавов WC -Со // Проблемы прочности. 1980. № 4.-С. 11−19.
  21. В.И. Конюхова J1.A., Креймер Неэффективная поверхностная энергия и прочность хрупких сплавов WC — Со // Физика металлов и металловедение. 1974.38. № 4. С.843−849
  22. Цементация хромистых сталей в пастообразном карбюризаторе /Переверзев В.М. и др.// Прогрессивные методы химико-термической обработки — М.: Машиностроение. 1979.-С.82−88.
  23. В.М., Колмыков В. И., Репина Л. Д. Упрочнение материала бурового инструмента и деталей геологоразведочного оборудования нитроцементацией //Повышение эффективности разработки и использования недр КМА -Воронеж: ВГУ. 1980.-С. 101−105.
  24. В.М., Колмыков В. И., Воротников В. А. О возможности упрочнения бурового инструмента и деталей горных машин диффузионной карбидизацией // Технология и техника разработки железорудных месторождений КМА-Воронеж: ВГУ. 1982.- С. 64−69.
  25. В.И., Переверзев В. М., Репина Л. Д. Эффективность диффузионной карбидизации шнековых буровых долот // Технология и техника разработки железорудных месторождений КМА, — Воронеж: ВГУ. 1982.- С. 73−77.
  26. Влияние карбидов на структуру и твердость цементованных слоев // Научн.-техн. Региональная конф. «Материалы и упрочняющие технологии- 92» — Курск: КГТУ. 1992.-С.41−42.
  27. В.И., Переверзев В. М., Пивовар Н. А. Цементация хромистой нержавеющей стали в пастообразных карбюризаторах // Повышение эффективности использования и ремонта сельскохозяйственной техники- Курск: КГСХА. 1999.-С. 99−103.
  28. О.А., Гельд П. В. Физическая химия пирометаллургических процессов. 4.1.- Свердловск: Металлургиздат. 1962- 167с.
  29. В.Б. Технология химико-термической обработки на машиностроительных заводах -М.: Машиностроение. 1965.-c.97.
  30. Взаимодействие окислов металлов с углеродом / В. П. Елютин, Ю. А. Павлов, В. П. Поляков и др// М.: Металлургия. 1976. -360 с.
  31. Р.П., Гринберг М. Л. Нитроцементация деталей машин-М.: Машиностроение. 1975.-208 с.
  32. Vtill F. A., Thild H.C. Predicting carbyrising data // Heat. Treat. Metalls. 1978.5. № 3.-P.67−72.
  33. В.И., Семенова JI.M. Исследование «темной составляющей» в нитроцементованных слоях // Изв. высш. учеб. заведений. Черная металлургия. 1985. № 5.-С.125−129.
  34. В.М., Калмыков В. И. О природе повышенной склонности хромистых сталей к карбидообразованию при цементации // Известия АН СССР. Сер. Металлы. 1980.-С. 197−200.
  35. В. М. Колмыков В.И. Влияние легирующих элементов на карбидообразование в железе и стали в процессе цементации// Металловедение и термическая обработка металлов. 1981. № 8.- С.11−14.
  36. В.И., Долженков И. Е., Мовчан А. В. Структура науглерожен-ных Fe-Ti и Fe-Ti- Сг — сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1993. № 2.-С. 18−21.
  37. М.Н. Упрочнение поверхности .стали карбидами титана и хрома // Металловедение и термическая обработка металлов. 1993. № 2. -С. 18−21.
  38. X. Дж. Сплавы внедрения Т. 1. Пер. с англ./ Под ред. Н. Т. Чеботарева // М.: Мир. 1974.- 424 с.
  39. .М., Кисмач Г. М., Жабрев СБ. Устойчивость цементита в модифицированном чугуне // Металловедение и термическая обработка металлов. 1991. № П.-С. 38−39.
  40. А.И. Электронографическое исследование структуры цементита//Кристаллография. 1962. Т. 7. № 6. -с. 854−856.
  41. Смещение точки Кюри карбида железа в сплавах железо-углерод и релаксационные эффекты / Н. Я. Рохманов, А. Ф. Сиренко, Д. Е. Капуткин и др.// Известия РАН Сер. Физическая. 1993. Т.57. № 11. -С.40−44.
  42. А.Н. Твердость цементита // Металловедение и термическая обработка. Вып. 1.- М.: Металлургиздат. 1954.-С. 149−155.
  43. Ю.Н., Новик В. И. Строение цементита белого чугуна//Литейное производство. 1967.№ 1.- С. 34.-130
  44. А.И., Никитченко В. К. О пластической деформации цементита // Физика металлов и металловедение. 1971. Т. 31. № 4.- С. 891−896.
  45. И.Н., Ветрова Т. С. Пластическая деформация белого чугуна // Металловедение и термическая обработка металлов. 1973.№ 4.-С.58−59.
  46. И.Н., Ветров Т. С. Исследование цементита в деформированном белом чугуне // Известия Вузов. Черная металлургия. 1975. № 2.- С. 111−114.
  47. И.Н., Ветрова Т. С. Исследование высокотемпературной деформации цементита // Проблемы металловедения и физики металлов. № 3.- М.: Металлургия. 1976.- С. 231−235.
  48. И.Н., Ветрова Т.С Исследование пластичности белого чугуна // Металловедение и термическая обработка металлов. 1976. № 6.- С. 4042.
  49. Ю. Н. Новик В.И. О микротвердости цементита // Металловедение и термическая обработка металлов. 1971. № 10.-С. 15−16
  50. Химико- термическая обработка металлов и сплавов: Справочник / Под ред. JI.C. Ляховича М.: Металлургия. 1981.-424 с.
  51. Термическая обработка в машиностроении: Справочник / Под ред. Ю. М. Лахтина, А. Г. Рахштадта -М.: Машиностроение. 1980.- 783 с.
  52. А.Н. Химико- термическая обработка металлов и сплавов -М.: Машиностроение. 1965.-492с.
  53. А.И., Волобуев И. В. Фазовый состав слоя цементованной стали с ниобием // Вестник Харьковского политехнического институту-Харьков: ХПИ. 1974.№ 96.-С.23−26.
  54. Э. Специальные стали. Т.1.-М.: Металлургия. 1966.-736с.
  55. B.C. Основы легирования стали-М.: Металлургия. 1964- 684 с.
  56. В.А. Легирование конструкционной стали марганцем М.: Металлургиздат. 1959.- 194с.
  57. Ю.М., Ткаченко Ф. К. О влиянии марганца на рост аустенитно-го зерна // Известия вузов. Черная металлургия. 1978. № 1.-С.5−8.
  58. Г. Цементуемые стали// Металловедение и термическая обработка металлов. 1973 .№ 7.- С.5−8.
  59. В.П. Абразивная износостойкость углеродистых и малолегированных сталей в различных структурных состояниях // Металловедение и термическая обработка металлов. 1976.№ 6.- С.45−46.
  60. V. К. Beitrag zum EinfluB des kohlen- stoffe, haltes auf Ge-fligeaufbau und Eigenschaften eines Schnellarbeitsstahl mit 6% W, 5% Mo, 4% Cr und 2% V // DEW-Fech. Ber. 1972. 12. № 2.-S.l 11.
  61. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна: Справочник/ Под ред.акад. Н. Т. Гудцова.-М.: Металлургиздат. 1957. -1204 с.
  62. И.С., Оловянников В. А., Зинченко В. М. Критерий оценки качества и основы рационального выбора цементуемых и нитроцемен-туемых сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1981.ЖЗ.-С.2−9.
  63. С.А. Стереометрическая металлография -М.: Металлургия. 1970.-375 с.
  64. Л.И. Рентгеноструктурный контроль машиностроительных материалов— М.: Машиностроение. 1981.-134 с.
  65. Г. М. Развитие методов испытания материалов на изнашивание абразивом //Заводская лаборатория. 1989. № 9.-С.74−78.
  66. В.И., Томкович В. В., Переверзев В. М. Ускоренные испытания цементованных сталей на износ в кварцевом абразиве // Российская научн.-техн. Конф. «Материалы и упрочняющие технологии-94» -Курск: КГТУ.-С. 16−17.
  67. Износостойкость и структура твердых наплавок /ММ. Хрущов и др. -М: Машиностроение. 1971.-95с.
  68. В.Б. Планирование и анализ эксперимента. М: Легкая индустрия. 1974.-263с.
  69. О.Н. Обработка результатов наблюдений-М.: Наука. 1970.-104 с.
  70. М.Н., Шварцман Л. А., Шульц Л. А. Физико-химические основы взаимодействия металлов с контролируемыми атмосферами-М.: Металлургия. 1980.7264 с.
  71. Взаимодействие окислов металлов с углеродом /В.П. Елютин, Ю. А. Павлов, В. П. Поляков и др.- М.: Металлургия. 1966.-736 с.
  72. В.И. Повышение экологической частоты цементации стали совершенствованием технологии на основе термодинамических расчетов//Известия КГТУ.№ 4. 1999.-С.6−10.
  73. . Нитроцементация. -М.: Машиностроение. 1969.-212 с.
  74. Повышение износостойкости плунжерных пар нит-роцементацией /
  75. B.М. Переверзев, М. Д. Овчаренко, А. А. Толстой и др.// Тракторы и сельхозмашины. 1977.№ 10.-C.37−3 8.
  76. Ю.А. Инструментальные стали. -М.: Металлургия. 1983 .-525с.
  77. Jindal P. G. Gurland J. On relation of hardness and microstructure of tempered and spheroidized carbon steels //Met .Trans. 1974. 5. № 7.-3. 16 491 653.
  78. М.И. Дисперсионное упрочнение конструкционных сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1975. № 11.1. C.50−58
  79. Р. В. Humphries F. J. Physics of strength and plasticiy (A. Argon, ed) //MYT Press, Cambridge, Massachusetts. 1969.-P. 189−216.
  80. К вопросу о применимости правила аддитивности при определении свойств некоторых конструкционных сталей / Стародубцев К. Ф. и др.// Известия вузов. Черная металлургия. 1977. № 1.-С15—153
  81. В.М., Колмыков В, И. Влияние режимов цементации и последующей закалки на склонность к разрушению стали ХВГ // Металловедение и термическая обработка металлов. 1979. № 1 .-С. 16−18.
  82. М.П. Определение механических свойств металлов по твердости ,-М.:Металлургия. 1977.-359с.
  83. .И. Поверхностная прочность материалов при трении -Киев: Техника. 1976.-292 с.
  84. B.C., Брыков Н. Н., Дмитриченко Н. С. Износостойкость пресс-форм огнеупорного производства— М.: Металлургия. 1971.-157 с.
  85. Мак Лин Д. Механические свойства металлов М.: Металлургия. 1965. 432 с.
  86. В.М. Физические основы торможения разрушения -М.: Металлургия. 1977.- 359 с.
  87. И.В. и др. Трение и износ -М.: Машиностроение. 1968.480 с.
  88. И.И. Дефекты кристаллической решетки металлов —М.: Металлургия. 1968.- 188с.
  89. В.В., Лемишков А. Д., Малышко А. А. Повышение износостойкости рабочих органов кормодробильных машин / В сб. Технологии восстановления и упрочнения деталей машин Краснодар: КГАУ, ВНИИТУ — ВИД «Ремдеталь». 2000. — С.20 — 26
Заполнить форму текущей работой

На отлично!