Optimizacija odabira materijala za dijelove poljoprivrednih strojeva

Dijelovi poljoprivrednih strojeva obično rade u prirodnim uvjetima kao što su tlo, blato, voda, vjetar i pijesak, i često se suočavaju s velikim opterećenjima, udarcima, vibracijama i drugim radnim uvjetima, što zahtijeva da dijelovi imaju izvrsna svojstva protiv trenja, udaraca, korozije, otpornosti na trošenje i druga svojstva. Optimizacijom odabira materijala može se osigurati da mehanički dijelovi mogu raditi stabilno i dugo u ovim teškim uvjetima, smanjiti kvarove i oštećenja te smanjiti troškove održavanja i zamjene.

Zahtjevi za performansama dijelova poljoprivrednih strojeva razlikuju se ovisno o okruženju uporabe i funkciji. Dijelovi uobičajenih poljoprivrednih strojeva kao što su motori, prijenosni sustavi, radni alati (kao što su noževi, raonici), sustavi ovjesa, gume itd., svaki se suočava s različitim radnim okruženjima i mehaničkim zahtjevima, tako da su zahtjevi za materijalima također različiti. Slijede neki ključni zahtjevi za performanse:
Visoka čvrstoća i velika žilavost: dijelovi poljoprivrednih strojeva moraju izdržati velika opterećenja, jake udare i česta mehanička naprezanja. Na primjer, zupčanici prijenosa, ležajevi, zupčanici, ruke dizalice i drugi dijelovi bit će stalno izloženi pritisku i udarcima tijekom rada, pa se od njih zahtijeva visoka vlačna čvrstoća, granica tečenja i dobra žilavost kako bi se izbjeglo pucanje ili lomljenje tijekom dugotrajnog rada.
Otpornost na habanje: Dijelovi poljoprivrednih strojeva obično rade u okruženju trenja, posebno tijekom obrade i žetve, i često dolaze u dodir s tvrdim predmetima kao što su zemlja, pijesak i kamen. Otpornost na habanje važan je kriterij za odabir materijala, koji može učinkovito smanjiti kvarove dijelova uslijed trošenja.
Otpornost na koroziju: Budući da poljoprivredni strojevi često rade u vlažnom ili korozivnom okruženju, osobito sustavi za navodnjavanje ili kombajni za žetvu riže, potrebno je odabrati materijale s dobrom otpornošću na koroziju, poput nehrđajućeg čelika, aluminijske legure itd., kako bi se spriječilo korodiranje mehaničkih dijelova zbog dugotrajnog kontakta s vlagom, gnojivima ili pesticidima.
Otpornost na visoke temperature: Neki dijelovi poljoprivrednih strojeva, kao što su dijelovi motora, kočioni sustavi itd., mogu raditi u okolini visoke temperature, zahtijevajući da materijal ima visoku otpornost na toplinu kako bi se izbjegle deformacije, zamor ili oštećenja uslijed visoke temperature.
Otpornost na zamor: Neki dijelovi poljoprivrednih strojeva, kao što su prijenosni sustavi, uređaji za ovjes, kotači itd., podvrgnuti su izmjeničnim naprezanjima tijekom dugotrajnog rada i skloni su oštećenjima uslijed zamora. Stoga su materijali s visokom otpornošću na zamor naširoko korišteni u poljoprivrednim strojevima.

Odabir materijala za dijelove poljoprivrednih strojeva treba sveobuhvatno razmotriti zahtjeve upotrebe, radne uvjete i ekonomičnost. Uobičajeno korišteni materijali za dijelove i komponente poljoprivrednih strojeva uključuju sljedeće kategorije:
Čelik: Čelik je jedan od najčešće korištenih materijala u dijelovima i komponentama poljoprivrednih strojeva. Čelik ima visoku čvrstoću, visoku tvrdoću, dobru žilavost i dobru obradu. Pogodan je za većinu dijelova i komponenti poljoprivrednih strojeva, posebno za one koji moraju izdržati velika opterećenja i udarce, kao što su zupčanici, ležajevi, ruke dizalice, itd. Čelik se također može poboljšati legiranjem, toplinskom obradom i drugim sredstvima po potrebi. Na primjer, visokolegirani čelici kao što su kromirani čelik i manganski čelik imaju izvrsnu otpornost na habanje i otpornost na udarce te se široko koriste u ključnim dijelovima i komponentama poljoprivrednih strojeva.
Lijevano željezo: Lijevano željezo također se naširoko koristi u poljoprivrednim strojevima, posebno u prilikama koje zahtijevaju dobru otpornost na habanje i niske troškove proizvodnje. Lijevano željezo ima dobra svojstva lijevanja i pogodno je za masovnu proizvodnju tijela motora, mjenjača, tijela hidrauličnih pumpi i drugih dijelova. Sivi lijev, nodularno željezo i drugi materijali često se koriste u okvirima poljoprivrednih strojeva, potpornim strukturama itd. zbog svoje otpornosti na trošenje i visoke čvrstoće.
Aluminijska legura: Aluminijska legura je male težine, jake otpornosti na koroziju i dobra za obradu. Često se koristi u nenosivim dijelovima poljoprivrednih strojeva, kao što su kućišta, strukturni okviri i neki dijelovi prijenosa. Materijali od aluminijskih legura mogu učinkovito smanjiti težinu strojeva i poboljšati učinkovitost goriva, posebno u modernim poljoprivrednim strojevima.
Kompozitni materijali: S napretkom znanosti i tehnologije, primjena kompozitnih materijala (kao što su kompozitni materijali od ugljičnih vlakana i plastike ojačane staklenim vlaknima) u poljoprivrednim strojevima postupno se povećava. Kompozitni materijali imaju karakteristike male težine, visoke čvrstoće, otpornosti na koroziju i otpornosti na trošenje. Prikladni su za dijelove poljoprivrednih strojeva koji zahtijevaju visoku čvrstoću i velike zahtjeve za smanjenjem težine, posebno za neke vrhunske poljoprivredne strojeve.
Nehrđajući čelik i legure otporne na koroziju: Poljoprivredni strojevi, posebno kada se koriste u vlažnim ili korozivnim okruženjima, trebaju odabrati materijale s jakom otpornošću na koroziju. Na primjer, materijali od nehrđajućeg čelika naširoko se koriste u poljoprivrednim sustavima za navodnjavanje, sustavima za prskanje i dijelovima koji dolaze u dodir s gnojivima i pesticidima. Legure otporne na koroziju često se koriste u izloženim dijelovima poljoprivrednih strojeva, kao što su prskalice i mlaznice u obradi poljoprivrednog zemljišta.
Polimerni materijali: Primjena polimernih materijala kao što su polietilen (PE) i poliuretan (PU) u poljoprivrednim strojevima također se postupno povećala. Imaju izvrsnu otpornost na habanje, otpornost na kemijsku koroziju i dobru otpornost na udarce te su prikladni za dijelove koji dolaze u izravan dodir s tlom i gnojivima u obradi poljoprivrednog zemljišta, kao što su gusjenice, pogonski remeni, brtve itd.