Optimering av materialval för lantbruksmaskindelar

Jordbruksmaskiner delar fungerar vanligtvis under naturliga förhållanden som jord, lera, vatten, vind och sand, och möter ofta höga belastningar, stötar, vibrationer och andra arbetsförhållanden, vilket kräver att delarna har utmärkt anti-friktion, anti-slag, anti-korrosion, slitstyrka och andra egenskaper. Genom materialvalsoptimering kan man säkerställa att mekaniska delar kan arbeta stabilt och under lång tid under dessa svåra förhållanden, minska fel och skador samt minska underhålls- och utbyteskostnader.

Prestandakraven för delar av jordbruksmaskiner varierar beroende på användningsmiljö och funktion. Vanliga jordbruksmaskiner delar som motorer, transmissionssystem, arbetsredskap (som blad, plogbillar), fjädringssystem, däck etc. möter var och en olika arbetsmiljöer och mekaniska krav, så kraven på material är också olika. Följande är några viktiga prestandakrav:
Hög hållfasthet och hög seghet: Jordbruksmaskiners delar måste tåla stora belastningar, höga stötar och frekventa mekaniska påfrestningar. Till exempel kommer transmissionsväxlar, lager, kuggstänger, kranarmar och andra delar ständigt att utsättas för tryck och stötar under arbetet, så de måste ha hög draghållfasthet, sträckgräns och god seghet för att undvika sprickbildning eller brott under långvarig drift.
Slitstyrka: Jordbruksmaskiners delar arbetar vanligtvis i en friktionsmiljö, särskilt under odling och skörd, och kommer ofta i kontakt med hårda föremål som jord, sand och sten. Slitstyrka är ett viktigt kriterium för materialval, vilket effektivt kan minska brister på delar på grund av slitage.
Korrosionsbeständighet: Eftersom jordbruksmaskiner ofta arbetar i en fuktig eller korrosiv miljö, särskilt bevattningssystem eller risskördare, är det nödvändigt att välja material med god korrosionsbeständighet, såsom rostfritt stål, aluminiumlegering etc., för att förhindra att mekaniska delar korroderar på grund av långvarig kontakt med fukt, gödningsmedel eller bekämpningsmedel.
Hög temperaturbeständighet: Vissa delar av jordbruksmaskiner, såsom motordelar, bromssystem, etc., kan fungera i en miljö med hög temperatur, vilket kräver att materialet har hög värmebeständighet för att undvika deformation, trötthet eller skador på grund av hög temperatur.
Utmattningsmotstånd: Vissa delar av jordbruksmaskiner, såsom transmissionssystem, upphängningsanordningar, hjul etc., utsätts för växlande påfrestningar under långvarigt arbete och är benägna att utmattningsskador. Därför har material med hög utmattningsbeständighet använts i stor utsträckning i jordbruksmaskiner.

Valet av material för delar av jordbruksmaskiner bör heltäckande beakta användningskraven, arbetsförhållandena och ekonomin. Vanligt använda delar och komponenter för jordbruksmaskiner inkluderar följande kategorier:
Stål: Stål är ett av de mest använda materialen i delar och komponenter till jordbruksmaskiner. Stål har hög hållfasthet, hög hårdhet, god seghet och god bearbetningsprestanda. Den lämpar sig för de flesta jordbruksmaskiners delar och komponenter, speciellt de som behöver tåla stora belastningar och stötar, såsom växlar, lager, kranarmar etc. Stål kan även förbättras genom legering, värmebehandling och andra medel efter behov. Till exempel har höglegerade stål som kromstål och manganstål utmärkt slitstyrka och slagtålighet och används ofta i viktiga delar och komponenter i jordbruksmaskiner.
Gjutjärn: Gjutjärn används också i stor utsträckning i jordbruksmaskiner, särskilt vid tillfällen som kräver god slitstyrka och låga tillverkningskostnader. Gjutjärn har goda gjutegenskaper och lämpar sig för massproduktion av motorkroppar, växellådor, hydrauliska pumpkroppar och andra delar. Grått gjutjärn, segjärn och andra material används ofta i ramar för jordbruksmaskiner, stödkonstruktioner etc. på grund av deras slitstyrka och höga hållfasthet.
Aluminiumlegering: Aluminiumlegering är lätt i vikt, stark i korrosionsbeständighet och bra i bearbetning. Det används ofta i icke-bärande delar av jordbruksmaskiner, såsom hus, strukturella ramar och vissa transmissionsdelar. Aluminiumlegeringsmaterial kan effektivt minska vikten på maskiner och förbättra bränsleeffektiviteten, särskilt i moderna jordbruksmaskiner.
Kompositmaterial: Med framsteg inom vetenskap och teknik har tillämpningen av kompositmaterial (som kolfiberkompositmaterial och glasfiberarmerad plast) i jordbruksmaskiner gradvis ökat. Kompositmaterial har egenskaperna låg vikt, hög hållfasthet, korrosionsbeständighet och slitstyrka. De är lämpliga för delar av jordbruksmaskiner som kräver hög hållfasthet och höga viktminskningskrav, särskilt vissa avancerade jordbruksmaskiner.
Rostfritt stål och korrosionsbeständiga legeringar: Jordbruksmaskiner, särskilt när de används i våta eller korrosiva miljöer, måste välja material med stark korrosionsbeständighet. Till exempel används material av rostfritt stål i stor utsträckning i jordbrukssystem för bevattning, sprutsystem och delar som kommer i kontakt med gödningsmedel och bekämpningsmedel. Korrosionsbeständiga legeringar används ofta i utsatta delar av jordbruksmaskiner, såsom sprinkler och munstycken i jordbruksdrift.
Polymermaterial: Användningen av polymermaterial som polyeten (PE) och polyuretan (PU) i jordbruksmaskiner har också successivt ökat. De har utmärkt nötningsbeständighet, kemisk korrosionsbeständighet och god slagtålighet och är lämpliga för delar som kommer i direkt kontakt med jord och gödningsmedel vid jordbruksdrift, såsom band, drivremmar, packningar, etc.