现在正是耕种的时候,各种农机都在高负荷运转,农机具易损件在大量消耗。我们以轴承为例,讲述它的性能要求、工作环境、失效形式、磨损原因、折断、应对方法及防护措施。
一、农机具典型易损件
拖拉机:内燃机有气缸套、曲轴、连杆、活塞、气门、气缸、垫子、喷油嘴、汽化器等。
车身:齿轮、转向机构、轮胎等。
圆盘耙:圆盘耙的耙片
旋耕机:旋耕机的旋耕片
插秩机:插秧齿。
打捆机:穿针、打孔器
播种机:播种机腿、种子箱
联合收割机:收割刀
抽水机:水袋
喷灌机械:喷嘴
打井机:钻杆
犁子:犁片
农用运输机械:轮毂、刹车、蹄轮胎。
二、农机具主流材质及制造方法
1. 普遍采用经济断面钢管和冷管型钢作为机架和构件材料,这些结构材料适应高速、宽幅、强度高、重量轻、易固定和拆卸,载荷较小的经济断面钢管采用低碳沸腾钢制造,载荷较大的犁,耙机架主要采用低合金锰钢制造。
2. 广泛采用冲压一焊接结构,以减轻机器的重量,冲压一焊接的薄板结构用量最好的是谷物联合收割机。
3. 采用精密制造和粉末锻造,以减少机械加工余量和降低成本,在农机具零件中,铸件一般占4CT50%。其中很多零件的制造已使用精密铸造代替砂型铸造。
4. 越来越多的采用冷拔材料和高速衍磨工艺。
5. 广泛采用塑料、橡胶等非金属材料。
三、以齿轮为例
我们以齿轮为例,讲述它的性能要求、工作环境、失效形式、磨损原因、折断、应对方法及防护措施。
基本性能要求
1. 传递运动准确性
要求齿轮较准确地传递运动,传动比恒定。即要求齿轮在一转中的转角误差不超过一定范围。
2. 传递运动平稳性
要求齿轮传递运动平稳,以减小冲击、振动和矂声。即要求限制齿轮转动时瞬时速比的变化。
3. 载荷分布均匀性
要求齿轮工作时,齿面接触要均匀,以使齿轮在传递动力时不致因载荷分布不匀而使接触应力过大,引起齿面过早磨损。接触精度除了包括齿面接触均匀性以外还包括接触面积和接触位置。
4. 传动侧隙的合理性
要求齿轮工作时,非工作齿面间留有一定的间隙,以贮存润滑油,补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。
农机具齿轮的工作环境
农机具一般在旱地或水田中工作,要求体积小、重量轻,同时农机具又有大功率的要求,与其它机械装备上的齿轮相比,农机具齿轮传动具有独特的特点:
1. 重载
2. 低速
3. 使用过程中载荷变化大
农机具齿轮的主要失效形式
农机具使用过程中载荷变化较大,载荷较大时引起的震动和冲击会导致。
齿轮磨损的原因
1. 润滑不良
在齿轮传动中,尽量避免干摩擦或者半摩擦。使用者往往不注意这一问题,使用不合格的润滑油,或使用中不注意添加润滑油,或不注意保养,使润滑油过脏,造成齿轮干摩擦或半干摩擦,致使齿轮早期磨损,影响其使用寿命。
2. 齿轮超负荷工作
各种机型拖拉机齿轮都是按一定负荷设计制造的。很多使用者往往受经济利益的驱使。“小马拉大车” ,使齿轮长期超负荷工作,齿轮所承受的作用力超过自身材料的许用力,造成齿轮的折断或变形。
3. 操作不当
大多数机手不经过农机化学校操作技术培训,不懂操作规程,操作技术差,往往以能让拖拉机走动为“会”开车,操作中 “起步3回头” ,转弯猛加油”,拐死弯,离合器分离不彻底,粗暴换挡等,造成齿轮的严重磨损或损坏。
4. 保养不及时,维修调整不当
使用者忽视对齿轮的保养,不按规定检查调整或修理,或者不懂维修技术,对齿轮修理不合理,安装不正确,都可能造成齿轮早期磨损,缩短齿轮使用寿命。
轮齿折断
齿轮受力后,在齿根部产生的弯曲应力最大,且在齿根过渡圆角处有应力集中。如果齿轮的交变应力超过了材料的疲劳极限,在齿根圆角处将产生疲劳裂纹,随着裂纹的不断发展,最终将造成弯曲疲劳折断。
1. 齿轮的设计参数选择不合理
在设计时如果选用的齿轮模数偏小,就会使齿轮的弯曲应力较大、安全系数处于临界值,负荷增大,引起轮齿折断。
2. 齿轮的加工精度和安装精度低
如果齿轮的加工精度和安装精度低,就使齿轮的齿面接触不良,产生偏载和较大的振动,使轮齿因局部过载而折断。
3. 材料选择不合理与热处理不当
齿轮的材料及热处理方式选择不当,也是轮齿过载断裂的一个因素。
轮齿折断应对方法
1. 合理地设计轮齿的参数。在条件许可的范围内,应选用较大的齿轮模数。
2. 提高齿轮的加工精度和安装精度。増大齿根过渡处的圆角曲率半径,消除该处加工刀痕,注意材料内部缺陷的检测和消除。增大轴和支承处的刚度,提高安装精度,避免产生较大的振动和偏载。
3. 合理地选择材料和热处理方式。通常优质合金钢的韧性抗冲击性要优于碳钢和一般合金钢。渗碳淬火处理的齿轮,其弯曲强度和接触强度都要高于调质齿轮和一般淬火齿轮。
齿轮磨损的防护措施
1. 保证齿轮间的良好润滑。使用合格的润滑油;及时补充润滑油;及时更换润滑油。
2. 自觉防止齿轮超负荷工作。使用中,不超载,防止齿轮超负荷工作。
3. 养成良好的操作方法。不猛加油门,换挡准确及时,养成良好的操作习惯,熟练换挡。
4. 及时保养齿轮,正确安装和修理齿轮。不破坏齿轮的原始工作位置;正确调整齿轮;保证正确的轴承间隙;完好的油封和密封垫;成对更换齿轮。