Preview

Научный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"

Расширенный поиск

Замена материала рабочего органа как путь повышения надежности дорожно-строительных машин

https://doi.org/10.26518/2071-7296-2021-18-6-646-661

Полный текст:

Аннотация

Введение. На примере ножа автогрейдера оцениваются пути повышения надежности эксплуатации дорожно-строительных машин (ДСМ). С этой целью проводится анализ характера силовых воздействий на данный рабочий орган ДСМ и выделяются его конструктивные особенности (наличие сварного соединения). На основании проведенного анализа определяется круг характеристик, необходимых для принятия решения о возможности замены материала рабочего органа ДСМ, дополнительно проводится их термоциклическая обработка (ТЦО). Описываются экспериментальные исследования влияния данного вида термического воздействия на структуру и свойства сталей.
Материалы и методы. С помощью металлографического анализа авторами было исследовано влияние количества циклов термических воздействий на размер зерна и комплекс физико-механических характеристик различных материалов рабочего органа ДСМ на различных этапах ТЦО.
Результаты. Было определено, что повышение уровня физико-механических характеристик исследуемых сталей возможно посредством применения ТЦО вследствие получения мелкозернистой структуры металла. Рассмотрены зависимости основных физико-механических характеристик исследуемых сталей (предел прочности и предел текучести) от числа циклов термического воздействия. Подобраны корреляционные соотношения для описания этих зависимостей. Рассмотрена связь пределов текучести и прочности сталей 09Г2С и 30MnB5 с размером зерна. Кроме этого, проведены исследования усталостных характеристик указанных сталей, для сварного соединения представлены данные по определению микротвердости. Для различных температур эксплуатации проведены фрактографические исследования на образцах после циклического нагружения.
Обсуждение и заключение. На основании сравнительного анализа комплекса физико-механических характеристик авторами сделано заключение о возможности замены стали 09Г2С на сталь 30MnB5.

Об авторах

А. П. Щербаков
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Россия

Щербаков Александр Павлович – аспирант; старший преподаватель кафедры судебных экспертиз

Scopus Author ID 57212375284

Researcher ID AAP-8095-2020

г. Санкт-Петербург 



А. Е. Пушкарев
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Россия

Пушкарев Александр Евгеньевич – д-р техн. наук; проф. кафедры наземных транспортно-технологических машин

Scopus Author ID8290951800

Researcher ID E-4532-2019

г. Санкт-Петербург 



С. Е. Максимов
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Россия

Максимов Сергей Евгеньевич – д-р техн. наук, проф. кафедры наземных транспортно-технологических машин 

г. Санкт-Петербург 



Список литературы

1. Scherbakov A., Sklyarova A., Pushkarev A., Petrov A.: Destruction of Welded Metal Structures of Construction Machines Operated in Corrosive Environments. In: Smart Innovation, Systems and Technologies, vol 247, pp 557-573 (2022). https://doi.org/10.1007/978-981-16-3844-2_50.

2. Мухаметшина Р.М. Отказы дорожно-строительных машин по параметрам коррозии // Известия КазГАСУ. 2013. № 4 (26). С. 62–67.

3. Прохоров В.Ю., Быков В.В. Пути повышения долговечности и износостойкости подшипника скольжения навесного технологического оборудования // НиКа. 2017. № 1. С. 71–74.

4. Густов Ю.И., Орехов А.А. Исследование конструкционно-технологических и эксплуатационных показателей строительной техники // Известия КазГАСУ. 2014. № 4 (30). С. 19–24.

5. Мухаметшина Р.М. Влияние климатических факторов на свойства материалов и надежность дорожно-строительных машин // Известия КазГАСУ. 2014. № 4 (30). С. 102–108.

6. Зайцева М.М., Мегера Г.И., Касьянов Д.Н. Проблема долговечности деталей грузовых автомобилей // ИВД. 2017. № 2 (45). С. 71–75.

7. Scherbakov A., Lukashuk E., Pushkarev A., Vinogradova T.: The Influence of Deformation and Thermal Effects on the Structure and Properties of the Metal of Welded Structure Elements of Lifting Cranes. In: Smart Innovation, Systems and Technologies, vol 247, pp 539-555 (2022). https://doi.org/10.1007/978-981-16-3844-2_49.

8. Gleiter H. Nanostructured materials: basid concepts and microstructure // Acta materialia. 2000. Vol. 48. № 1. – 29 р.

9. Valiev R.Z., Murashkin M.Yu., Semenova I.P. Grain boundaries and mechanical properties of ultrafine-grained metals // Metallurgical and Materials Transactions. Vol. 41, issue 4, 2010, – 816 р.

10. Маркушев М.В. К вопросу об эффективности некоторых методов интенсивной пластической деформации, предназначенных для получения объемных наноструктурных материалов // Письма о материалах. Том 1. 2011. С. 36–42.

11. Утяшев Ф.З. Наноструктурирование металлических материалов методами интенсивной пластической деформации // Физика и техника высоких давлений. 2010. Том 20, № 1. С. 7–25.

12. Scherbakov A., Babanina A., Solovyeva E., Aleksandrovskiy M.: Mechanisms of construction machines and selection of steels for the manufacture of welded metal structures. In: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol 1001, 012012 (2020). https://doi.org/10.1088/1757-899X/1001/1/012012.

13. Зайцев А.И. Перспективные направления развития металлургии и материаловедения стали // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75, № 4. С. 417–426.

14. Scherbakov A., Babanina A., Solovyeva E., Aleksandrovskiy M.: Materials and Methods of Experimental Studies of Welded Metal Structures of Construction Machines. In: Lecture Notes in Civil Engineering, vol 130 LNCE, pp 572-586 (2021). https://doi.org/10.1007/978-981-33-6208-6_57.

15. Тихонов А.С., Белов В.В. , Леушин И.Г., Еременко В.И., Забелин С.Ф. Термоциклическая обработка сталей, сплавов и композиционных материалов. Москва. Наука. 1984. 187 с.

16. Щербаков А.П., Пушкарев А.Е., Манвелова Н.Е. Рабочие механизмы строительных машин и способы технологического обеспечения прочности сварных соединений из высокопрочных сталей // Недвижимость: экономика, управление. 2020. № 1. С. 63–68.

17. Щербаков А.П. Выбор материала и метода повышения износостойкости элементов строительных машин. Вестник СибАДИ . 2020. № 4(17). С. 464–475. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2020-17-4-464-475.

18. Щербаков А.П. Экспериментальные исследования влияния термической обработки на свойства сварных соединений рабочих механизмов дорожно-строительных машин. Вестник СибАДИ. 2020. № 6(17). С. 664–675. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2020-17-6-665-675.

19. Гордиенко В.Е., Абросимова А.А., Кузьмин О.В., Трунова Е.В., Щербаков А.П. Влияние термической и термоциклической обработки на механические свойства конструкционных сталей // Вестник гражданских инженеров. 2018. № 1 (66). С. 128–133.

20. Гордиенко В.Е., Абросимова А.А., Трунова Е.В., Корнеева Е.А., Щербаков А.П. Влияние структурных параметров конструкционных сталей на результаты оценки напряженно-деформированного состояния сварных металлоконструкций // Вестник гражданских инженеров. 2016. № 6 (59). С. 194–199.

21. Morrison W.B. Superplasticity of low-alloy steels // ASM Transactions Quarterly. 1968, vol. 61, no. 3, pр. 423–434.

22. Гордиенко В.Е., Абросимова А.А., Трунова Е.В. Влияние термоциклической обработки на структурные изменения пластически деформированных сварных соединений металлических конструкций строительных машин // Вестник гражданских инженеров. 2016. № 2 (55). С. 174–180.

23. Polyansky, I. Sizov, U. Mishigdorzhiyn, V. Butukhanov. Improvement of the heat resistance of carbon steels by thermocycling thermochemical treatment with self-protective pastes based on boron carbide and aluminum // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2016, 116, рр. 1–5.

24. Бубликов Ю.А. Основные направления повышения свойств конструкционных сталей феррито-перлитного класса // ВЕЖПТ. 2014. № 11 (72). С. 81–82.

25. Гордиенко В.Е., Абросимова А.А., Трунова Е.В., Щербаков А.П. К выбору конструкционных сталей для изготовления сварных металлических конструкций строительных машин // Вестник гражданских инженеров. 2017. № 6 (65). С. 233–238.

26. Floreen S., Hayden H.W. The deformation and fracture of stainlees steels having microduplex structures (Deformation characteristics and fracture strength of Cr-Ni stainless steels with fine scale twophase ferrite plus austenite microstructures) // ASM Transactions Quarterly. 1968. Vol. 61. Pp. 489–499.

27. Березина А.А. Некоторые особенности оценки структурной и механической неоднородности сварных соединений металлических конструкций строительных машин // Вестник гражданских инженеров. 2015. № 4 (51). С. 123–127.

28. Мыльников В.В. Влияние частоты нагружения на усталость конструкционных материалов // Наука и техника. 2019. № 5. С. 52–55.

29. Ведяков И.И., Одесский П.Д., Гуров С.В. Обеспечение прочности сварных соединений для уникальных конструкций из проката больших толщин повышенной и высокой прочности // Строительная механика и расчет сооружений. 2018. № 2 (277). С. 68–75.

30. Scherbakov, A., Babanina, A., Graboviy, K.: Acting Stresses in Structural Steels During Elastoplastic Deformation. In: Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1259, pp 298-311 (2021). https://doi.org/10.1007/978-3-030-57453-6_26.

31. Scherbakov, A., Babanina, A., Kochetkov, I., Khoroshilov, P.: Technical condition of welded loadbearing metal structures of operated agricultural hoisting cranes. In: E3S Web of Conferences, vol 175, 11005 (2020). https://doi.org/10.1051/e3sconf/202017511005.

32. Scherbakov, A., Babanina, A., Matusevich, A.: Passive Probe-Coil Magnetic Field Test of Stress-Strain State for Welded Joints. In: Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1259, pp 312-323 (2021). https://doi.org/10.1007/978-3-030-57453-6_27.

33. Scherbakov A., Monastyreva D., Smirnov V.: Passive fluxgate control of structural transformations in structural steels during thermal cycling. In: E3S Web of Conferences, vol. 135, 03022 (2019). https://doi.org/10.1051/e3sconf/201913503022.

34. Щербаков А.П., Пушкарев А.Е., Виноградова Т.В. Анализ влияния термоциклической обработки сталей 09г2с и 30mnb5 на прочностные характеристики рабочих органов дорожно-строительных машин. Вестник СибАДИ. 2021. № 2(18). С. 180–190. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2021-18-2-180-190.


Рецензия

Для цитирования:


Щербаков А.П., Пушкарев А.Е., Максимов С.Е. Замена материала рабочего органа как путь повышения надежности дорожно-строительных машин. Научный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ". 2021;18(6):646-661. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2021-18-6-646-661

For citation:


Scherbakov A.P., Pushkarev A.E., Maksimov S.E. Replacement working body material as a way to increase reliability of road construction machines. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2021;18(6):646-661. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2021-18-6-646-661

Просмотров: 5246


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2071-7296 (Print)
ISSN 2658-5626 (Online)