Optimalisatie van materiaalkeuze voor onderdelen van landbouwmachines

Onderdelen van landbouwmachines werken meestal onder natuurlijke omstandigheden zoals grond, modder, water, wind en zand, en worden vaak geconfronteerd met hoge belastingen, stoten, trillingen en andere werkomstandigheden, waarvoor de onderdelen uitstekende anti-wrijving, anti-impact, anti-corrosie, slijtvastheid en andere eigenschappen moeten hebben. Door optimalisatie van de materiaalkeuze kan ervoor worden gezorgd dat mechanische onderdelen onder deze zware omstandigheden stabiel en langdurig kunnen werken, storingen en schade kunnen verminderen en de onderhouds- en vervangingskosten kunnen verlagen.

De prestatie-eisen van onderdelen van landbouwmachines variëren afhankelijk van de gebruiksomgeving en functie. Gemeenschappelijke onderdelen van landbouwmachines, zoals motoren, transmissiesystemen, werkgereedschappen (zoals messen, ploegscharen), ophangsystemen, banden, enz., hebben elk te maken met verschillende werkomgevingen en mechanische vereisten, dus de vereisten voor materialen zijn ook verschillend. Hieronder volgen enkele belangrijke prestatie-eisen:
Hoge sterkte en hoge taaiheid: Onderdelen van landbouwmachines moeten bestand zijn tegen grote belastingen, zware schokken en frequente mechanische spanningen. Transmissietandwielen, lagers, rekken, kraanarmen en andere onderdelen worden bijvoorbeeld tijdens het werk voortdurend blootgesteld aan druk en stoten. Daarom moeten ze een hoge treksterkte, vloeigrens en goede taaiheid hebben om scheuren of breken tijdens langdurig gebruik te voorkomen.
Slijtvastheid: Onderdelen van landbouwmachines werken meestal in een wrijvingsomgeving, vooral tijdens landbouw en oogsten, en komen vaak in contact met harde voorwerpen zoals grond, zand en steen. Slijtvastheid is een belangrijk criterium bij de materiaalkeuze, waardoor het falen van onderdelen als gevolg van slijtage effectief kan worden verminderd.
Corrosiebestendigheid: Omdat landbouwmachines vaak in een vochtige of corrosieve omgeving werken, vooral irrigatiesystemen of rijstoogstmachines, is het noodzakelijk materialen te selecteren met een goede corrosiebestendigheid, zoals roestvrij staal, aluminiumlegeringen, enz., om te voorkomen dat mechanische onderdelen gaan corroderen als gevolg van langdurig contact met vocht, meststoffen of pesticiden.
Bestand tegen hoge temperaturen: Sommige onderdelen van landbouwmachines, zoals motoronderdelen, remsystemen, enz., kunnen werken in een omgeving met hoge temperaturen, waardoor het materiaal een hoge hittebestendigheid moet hebben om vervorming, vermoeidheid of schade als gevolg van hoge temperaturen te voorkomen.
Weerstand tegen vermoeidheid: Sommige onderdelen van landbouwmachines, zoals transmissiesystemen, ophangingsinrichtingen, wielen, enz., worden bij langdurig werk blootgesteld aan wisselende spanningen en zijn gevoelig voor schade door vermoeidheid. Daarom worden materialen met een hoge vermoeidheidsweerstand op grote schaal gebruikt in landbouwmachines.

Bij de selectie van materialen voor onderdelen van landbouwmachines moet uitgebreid rekening worden gehouden met de gebruiksvereisten, arbeidsomstandigheden en economie. Veelgebruikte onderdelen en componenten voor landbouwmachines omvatten de volgende categorieën:
Staal: Staal is een van de meest gebruikte materialen in onderdelen en componenten van landbouwmachines. Staal heeft een hoge sterkte, hoge hardheid, goede taaiheid en goede verwerkingsprestaties. Het is geschikt voor de meeste onderdelen en componenten van landbouwmachines, vooral die welke grote belastingen en schokken moeten kunnen weerstaan, zoals tandwielen, lagers, kraanarmen, enz. Staal kan indien nodig ook worden verbeterd door te legeren, warmtebehandeling en andere middelen. Hooggelegeerde staalsoorten zoals chroomstaal en mangaanstaal hebben bijvoorbeeld een uitstekende slijtvastheid en slagvastheid, en worden veel gebruikt in belangrijke onderdelen en componenten van landbouwmachines.
Gietijzer: Gietijzer wordt ook veel gebruikt in landbouwmachines, vooral in situaties die een goede slijtvastheid en lage productiekosten vereisen. Gietijzer heeft goede gieteigenschappen en is geschikt voor massaproductie van motorlichamen, versnellingsbakken, hydraulische pomplichamen en andere onderdelen. Grijs gietijzer, nodulair gietijzer en andere materialen worden vaak gebruikt in frames van landbouwmachines, draagconstructies, enz. vanwege hun slijtvastheid en hoge sterkte.
Aluminiumlegering: Aluminiumlegering is licht van gewicht, sterk in corrosieweerstand en goed in verwerking. Het wordt vaak gebruikt in niet-dragende onderdelen van landbouwmachines, zoals behuizingen, structurele frames en sommige transmissieonderdelen. Materialen van aluminiumlegeringen kunnen het gewicht van machines effectief verminderen en de brandstofefficiëntie verbeteren, vooral in moderne landbouwmachines.
Composietmaterialen: Met de vooruitgang van wetenschap en technologie is de toepassing van composietmaterialen (zoals koolstofvezelcomposietmaterialen en glasvezelversterkte kunststoffen) in landbouwmachines geleidelijk toegenomen. Composietmaterialen hebben de kenmerken van lichtgewicht, hoge sterkte, corrosieweerstand en slijtvastheid. Ze zijn geschikt voor onderdelen van landbouwmachines die hoge eisen stellen aan sterkte en gewichtsvermindering, vooral sommige hoogwaardige landbouwmachines.
Roestvrij staal en corrosiebestendige legeringen: Landbouwmachines moeten, vooral wanneer ze in natte of corrosieve omgevingen worden gebruikt, materialen kiezen met een sterke corrosieweerstand. Roestvaststalen materialen worden bijvoorbeeld veel gebruikt in agrarische irrigatiesystemen, sproeisystemen en onderdelen die in contact komen met meststoffen en pesticiden. Corrosiebestendige legeringen worden vaak gebruikt in blootgestelde delen van landbouwmachines, zoals sprinklers en sproeiers bij landbouwwerkzaamheden.
Polymeermaterialen: Ook de toepassing van polymeermaterialen zoals polyethyleen (PE) en polyurethaan (PU) in landbouwmachines is geleidelijk toegenomen. Ze hebben een uitstekende slijtvastheid, chemische corrosieweerstand en goede slagvastheid, en zijn geschikt voor onderdelen die in direct contact komen met grond en meststoffen bij landbouwwerkzaamheden, zoals rupsbanden, aandrijfriemen, pakkingen, enz.