Виды и лемехов плуга, марка стали и технология ремонта

В конструкции рабочего органа плуга лемех является частью обеспечивающей вскрытие, обрабатываемого слоя почвы при проведении вспашки. Выполняя функцию основной режущей части корпуса плуга деталь испытывает максимальные нагрузки. Естественно такие жёсткие условия работы, выдвигают особые требования к форме и материалу данной детали. От технического состояния лемехов зависит качество работы и производительность в целом плуга. В статье идёт речь о технических требованиях к лемехам, их разновидностях, о методах и технологиях ремонта.

Виды лемехов

Разновидности режущих частей корпуса плуга были разработаны с целью улучшения агротехнических показателей вспашки и продления срока службы детали. Основная часть видов используются как универсальные режущие части для всех видов плугов и почв различных физических составов.

Трапециевидные

Данный вид лемехов является самым простым по конструкции и дешёвым в изготовлении. Деталь представляет собой трапецию из листового прокатного метала. Для лучшего заглубления и хода в борозде по нижней линии производят заточку детали, для обеспечения дополнительной износостойкости производят местную закалку.

По форме трапециевидные лемеха подразделяются на два типа: простой –П 702, с переменной ширеной ЛДО-С21. Переменная ширена лемеха ЛДО-С21 увеличивается от пятки к носку. В отличии от П 702 обратная, тыльная сторона ЛДО-С21имеет утолщение тела, обеспечивающего дополнительную жёсткость плоской детали.

Не смотря свой на довольно небольшой рабочий ресурс трапециевидные лемеха являются самыми распространёнными в виду более низкой стоимости и простоты изготовления.

Также для увеличения рабочего ресурса лемехов данного вида был разработан лемех со сменным лезвием из износостойкого сплава, который в практике не приобрёл популярности.

Оборотный лемех

Оборотный лемех является разновидностью трапециевидного, где его форма и дублирующие крепёжные отверстия позволяют при необходимости обновлять рабочую режущую часть переворачиванием детали.

Долотообразные

Такие лемеха имеют в своей форме удлинённый носок, который позволяет осуществлять хорошее заглубление и ровный ход в борозде. Тыльная часть детали имеет утолщение, которое выполняет роль ребра жесткости. При необходимости данную толщину можно использовать для реставрации лемеха с помощью кузнечной оттяжки. Такие лемеха дают хорошие результаты при вспашке. Недостатком детали является быстрый износ удлинённого носка на песчаных почвах или его загиб при столкновении с крупными камнями, при котором возникает необходимость полной замены.

Долотообразные лемеха изготавливаются из специального периодического лемешного проката в двух марках — П-702 и ПНЧС-702, где у последнего увеличено плечо изгибающей силы, концентрируемой на конце носка, с 210 мм до 230 мм. В результате детали марки ПНЧС -702 более подвержены загибу носка или поломки в зоне первого крепёжного отверстия при выполнении работ.

Составные долотообразные со сменным долотом

Учитывая, что основная нагрузка приходится непосредственно на удлинённую часть лемеха возможность смены долота в составе детали упрощает процесс восстановления работоспособности корпуса плуга и в целом является более экономичным в эксплуатации, так как при выходе из строя долота не требуется замены лемеха полностью.

На сегодня в составе лемехов используются долота с возможностью обновления их режущей части разворотом другой стороной.

Составные долотообразные с выдвижным долотом

Такой лемех предполагает в своей конструкции посадочное место для магазина рабочей части долота. По мере износа носка долота осуществляет его выдвижение с фиксацией длинны вылета.

Такие лемеха удобны в обслуживании, но виду особенности своей конструкции используется только на песчаных и ухоженных лёгких почвах, где вероятность столкновений долота с крупными камнями минимальна.

Треугольный лемех

Такие режущие части не используется в составе корпуса традиционного отвального плуга. Режущая часть треугольной формы применяется в составе специальных рыхлительных машин – картофелекопателях, некоторых видах корчевателей и канавокопателей, где требуется создание большого давления на срезаемый пласт почвы.

Сварные зубчатые лемеха

Режущие детали данной категории разрабатывались в 70-х годах прошлого века целью улучшения работы отвальных плугов в особых условиях. В большей части данный вид режущей части корпуса плуга разрабатывался для работы в жёстких условиях на уплотнённых и иссушенных почвах. В последствии, после проведения массы экспериментов и опытов, зубчатые лемеха не получили широкого применения, так как эффективны только в узких физических условиях почв.

Также были разработаны другие виды цельных зубчатых лемехов с функцией повышенного крошения почвы. Режущие части данной группы не получили широкого применения в виду своей относительно высокой стоимости.

Сталь лемеха

Для производства лемехов используются две марки стали Л 65 и Л 53 со следующим содержанием легирующих элементов в своём составе:

Твердость стали данных марок не должна превышать 255 НБ (по Бринеллю)

Научные опыты показали, что использование в составе сплавов С-углерода от 1,5 до 2%, Si-кремния от 2 до 6% с добавлением V-ванадия и Cr-хрома от 1,5 до 2% , обеспечивает увеличение рабочего ресурса лемеха от 30 до 50%. Однако в практике выше указанное легирование метала не используется в виду значительного удорожания материала.

 Методы увеличения рабочего ресурса

В плане изучения методов повышения рабочего ресурса лемехов в научной среде было проведена масса экспериментов, основная часть которых связана с довольно сложными технологическими процессами, требующих дорогостоящей материальной базы в производственном оборудовании и материалов. В перечень технологических методов входят:

Основная часть выше указанных производственных методов не нашла широкого применении в оптимизации почвообрабатывающих технологических операций в аграрном секторе в виду неоправданно дорогой стоимости таких изделий.

 Применение износостойких покрытий

Для увеличения рабочего ресурса лемеха наиболее доступными и применимыми в практике являются методы наплавки с использованием электродуговой сварки или газопламенной горелки.  Рабочим материалом для наплавки является высокопрочный состав «Сормайт», который присутствует на рынке в виде специальных электродов для электродуговой наплавки.

Марки электрода для твердосплавной наплавки Сормайт: Т-590, Т-600, С-1, ПР-С27.

Наплавка осуществляется ровной полосой без разрыва наплавляемого слоя вдоль режущей кромки. Для покрытия 1 см² расходуется 1-1,5 граммов сплава.

Оттяжка лемеха

Восстановление геометрии изношенного лемеха возможно кузнечной оттяжкой, при наличии запаса тела детали в виде профильного утолщения на тыльной стороне. В профессиональной среде данное утолщение метала называют «магазином». В зависимости от размера утолщения оттяжку лемеха можно производить от 1 до 4 раз.

Кузнечная оттяжка

Для проведения операции, производят нагрев участка детали в два этапа. Сначала производят медленный нагрев до температуры 500-600°С. Вторым этапом производят быстрый нагрев до температур 850-1200 °С, увеличением подачи воздуха в зону нагрева дутьём кузнечного горна, до окраски нагреваемого участка в светло-красный или оранжевый цвет. Выдержка такого прядка нагрева убережёт деталь от появления трещин.

Процесс кузнечной непосредственной оттяжки производят в положении детали лицевой её частью на плоскости наковальни в коридоре температур не ниже 800 °С. Ударами молота оттягивают раскалённое утолщение в сторону острия лезвия, восстанавливая геометрию детали.

Для исключения потери части тела метала в результате многократного нагрева и последующего окисления раскалённой поверхности рекомендуется полную оттяжку детали осуществить не более как в три этапа.

Следующим этапом выполняют выравнивание оттянутой поверхности гладилкой по всей длине лицевой части плоскости, где толщина лезвия должна быть в пределах 1-2 мм.

Проверку выполненной оттяжки сверяют по шаблону детали, где отклонения по длине допускаются в пределах ±15 мм, по ширине +4 мм. В заключении ещё неостывшую деталь затачивают напильником, предварительным зажатием в тески. Ширина фаски заточки должна быть в пределах 5-6 мм, а острие лезвия толщиной 0,5-1 мм. Не рекомендуется затачивать лезвие тоньше 0,3 мм во избежание быстрого износа реставрированного лемеха.

Закалка лемеха

Кроме нагрева в кузнечном горне местную закалку детали, в слесарных условиях, удобно проводить с помощью кислородно-ацетиленовой газовой горелки. Нагрев осуществляют полосой вдоль режущей кромки лемеха до температуры 780-820°С, при окрашивании закаляемого участка детали до светло-вишнёвого цвета. Охлаждение осуществляют в нагретой воде до 30-40°С, либо соляном растворе воды (0,1-0,2 кг соли на 1 литр воды). Для соответствия скорости охлаждения объем раствора должен быть таким, чтобы температура жидкости при охлаждении детали не повышалась выше 40°С.

Соляной раствор позволяет осуществить более равномерную термообработку в виду менее интенсивного образования воздушных пузырьков при охлаждении вокруг закаляемой поверхности.

Для предотвращения образования трещин на закаляемом участке погружение лемеха осуществляют обратной стороной, но не лезвием в низ и не плашмя. Процесс охлаждения производят в течении 4-6 секунд с энергичным перемешиванием жидкости для меньшего образования пузырьков.

После охлаждения, в воде или растворе, деталь осматривают на наличие недопустимых тещин и раковин. Для удаления окалины лемех укладывают на рабочую поверхность наковальни и легкими ударами молотка по незакалённой площади производят отделение продуктов окисления от основного тела детали.

Следующим этапом осуществляют отпуск для уменьшения степени закалки, имеющего высокую хрупкость. Для этого охлаждённый закалённый участок нагревают до температуры 300-350 °С, до окрашивания в серый цвет побежалости. В помощь определения степени нагрева деталь перед нагревом обязательно зачищают наждачной бумагой.

Нормальной закалкой для лемеха является твердость термообработанной поверхности в пределах от 440 до 653 НБ (по Бринеллю). Наличие закалки проверяют напильником, попытка обработки которым не оставляет следа проточки, в отличии от незакалённого участка детали. В целом закалка режущих долотообразных носков показала увеличение рабочего ресурса детали в 1.5 -2 раза.

При необходимости проведения местной закалки других режущих частей в составе культиваторов и плугов операции производят по аналогичной технологии.