Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования 8
1.1. Условия работы кулачков распределительных валов 8
1.2. Анализ способов восстановления кулачков распределительных Валов 10
1.3. Физическая характеристика плазмы и её применение при наплавке изношенных деталей 18
1.4. Цель и задачи исследования 30
Глава 2. Теоретическое обоснование плазменной наплавки кулачков распределительных валов 32
2.1. Обоснование требований к свойствам наплавленных поверхностей кулачков распределительных валов 32
2.2. Обоснование модернизации установки для плазменной наплавки кулачков распределительных валов 35
2.2.1. Требования к оборудованию для плазменной наплавки кулачков распределительных валов 35
2.2.2. Обоснование выбора типа порошкового питателя 36
2.2.3. Обоснование схемы копировального устройства и геометрических параметров плазмотрона 41
Выводы по главе 46
Глава 3. Методика экспериментальных исследований 47
3.1. Общая методика исследований 47
3.2. Исследование износа распределительных валов 49
3.3. Экспериментальная установка 51
3.4. Методика определения насыпной плотности и угла естественного откоса наплавочных порошков 54
3.5. Образцы и материалы для проведения экспериментов 54
3.6. Измерение твёрдости и микротвёрдости 56
3.7. Металлографические исследования 57
3.8. Рентгеноструктурные исследования 58
3.9. Исследование элементного состава наплавленного металла 58
3.10i Определение'остаточных напряжений^ наплавленном металле-. ...58
3.11. Испытания на изнашивание 60
3.11.1. Методика испытаний образцов в условиях трения качения 62
3.11.2. Методика испытания образцов в,условиях трения скольжения 64
3.12. Оптимизация режимов наплавки кулачков методом математического планированияэксперимента 66
3.13. Исследование деформации валов после наплавки...; 69
3.14і. Проведение'эксплуатационных испытаний :..71
3.15. Оценка точности экспериментальных данных : 72
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований 74
4.1. Анализ-износа распределительных валов 74'
4.2. Исследование расходных характеристик порошкового питателя 78
4.3. Выбор.схемы наплавки кулачков 82
4.4. Исследование структуры, твёрдости исостава наплавленного металла 83
4.4.1. Структура, твёрдость и состав металлов, наплавленных самофлюсующимися- порошковыми сплавами 83
4.4.2. Структура, твёрдость и состав металла, наплавленного порошком на основе железа 94
4.4.3. Структура и твёрдость основного металла в зоне термического влияния 98
4.5. Оптимизация режимов наплавки кулачков 98
4.6. Исследование распределения напряжений'в наплавленном металле 105
4.7. Испытания образцов в условиях трения качения 107
4.8. Испытания образцов в условиях трения скольжения 109
4.9. Результаты исследования деформации валов после наплавки 112*
4.10.Результаты эксплуатационных испытаний 114
Выводы по главе 116
Глава 5. Производственные рекомендации по восстановлению распределительных валов плазменной наплавкой, технико-экономическая эффективность технологии 119
5.1. Разработка универсального оборудования для плазменной наплавки распределительных валов 119
5.1.1. Разработка копировального устройства 119
5.1.2. Разработка порошкового питателя 122
5.1.3. Разработка защитной камеры 123
5.2. Технологические рекомендации 124
5.3. Технико-экономическая эффективность восстановления распределительных валов плазменной наплавкой 128
Общие выводы 131
Библиографический список
- Анализ способов восстановления кулачков распределительных Валов
- Обоснование модернизации установки для плазменной наплавки кулачков распределительных валов
- Методика определения насыпной плотности и угла естественного откоса наплавочных порошков
- Структура, твёрдость и состав металлов, наплавленных самофлюсующимися- порошковыми сплавами
Введение к работе
Актуальность темы. Важным резервом снижения издержек в агропромышленном комплексе при производстве продукции является обеспечение высокой надёжности эксплуатируемого оборудования и техники. Поэтому остаются актуальными исследования, направленные на разработку современных технологических процессов восстановления и упрочнения деталей.
При ремонте деталей газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания определённую сложность представляет восстановление кулачков распределительного вала. Существующие в настоящее время способы их восстановления не нашли широкого распространения в силу ряда экономических, технологических и экологических причин.
Повышение эффективности и снижение трудоёмкости ремонта сельскохозяйственной техники непосредственно связано с использованием современных способов восстановления деталей и новых материалов. К числу таких способов относится плазменная наплавка, которая позволяет использовать порошковые износостойкие наплавочные сплавы, обеспечивающие повышение срока службы деталей.
Цель работы. Разработать технологию восстановления кулачков распределительных валов двигателей внутреннего сгорания плазменной наплавкой, обеспечив при этом их ресурс не ниже ресурса новых.
Объект и предмет исследования. Объектом исследований являются распределительные валы двигателей внутреннего сгорания.
Предметом исследования являются наплавочные материалы, технология восстановления кулачков, копирование профиля кулачков, дозирование наплавочных порошков питателями барабанного типа.
Достоверность результатов исследований подтверждается
использованием стандартных, общепринятых методов исследований, современных контрольно-измерительных приборов, оборудования и инструмента, применением математической обработки информации, достаточной повторностью экспериментов, стендовыми и эксплуатационными испытаниями.
Научная новизна состоит в теоретическом обосновании геометрических параметров порошкового питателя, параметров разработанного копировального устройства во взаимосвязи с геометрическими параметрами защитного сопла плазмотрона, применяемых наплавочных порошков, в исследовании износов распределительных валов двигателей ЯМЗ-238НБ, структуры и состава наплавленного металла, влияния режимов наплавки на формирование профиля наплавляемого кулачка. В исследовании эксплуатационных свойств (износостойкости) наплавленных слоев и деформации валов после наплавки.
Практическая ценность работы заключается в разработке технологии восстановления кулачков распределительных валов плазменной наплавкой, обеспечивающей увеличение их ресурса в 2-3 раза. Предложены расчётные формулы для проектирования порошковых питателей барабанного типа с заданными расходными характеристиками.
Реализация результатов исследований. Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены в ЗАО НПО «Техноплазма» в г. Балашиха, а также используются в учебном процессе ФГОУ ВПО РГАЗУ.
Научные положения, выносимые на защиту:
1.. Теоретическое обоснование введения А1 в состав порошковых наплавочных материалов, содержащих Ni, Fe, Сг, В, обеспечивающего повышение твёрдости металлов и повышение износостойкости покрытий за счёт образования мелкокристаллической структуры в наплавленном металле.
2. Аналитические зависимости расхода порошкового материала от
геометрических параметров питателя.
3. Обоснование параметров копировального устройства во взаимосвязи с
геометрическими параметрами защитного сопла плазмотрона и геометрией
профиля кулачка распределительного вала.
4. Результаты экспериментальных исследований износов
распределительных валов двигателей ЯМЗ-238НБ, структуры и состава
наплавленного металла, влияния режимов наплавки на формирование профиля
кулачка, износостойкости наплавленных слоев и деформации валов после
наплавки.
5. Технология восстановления кулачков распределительных валов.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены, обсуждены и одобрены на научно - практических конференциях ФГОУ ВПО РГАЗУ в 2005 - 2010 г.; Международной научно-технической конференции «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (Москва, ГНУ ГОСНИТИ, 2009 г.); Международной практической конференции-выставке «Технология ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций» (Санкт-Петербург, 2003 г.); демонстрировались на выставке «Золотая осень» (г. Москва, ВВЦ, 2009 г.); на выставке «Агросалон» (Крокус Экспо, 2009 г.); расширенном заседании кафедры надежности и ремонта машин им. И.С. Левитского в 2010г.
Публикации. По теме диссертационной работы получено 3 авторских свидетельства на изобретения, опубликовано 6 научных статей, в том числе 2 в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и общих выводов. Работа изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 13 таблиц, 55 рисунков, список использованной литературы из 162 наименований и 4 приложения.
Анализ способов восстановления кулачков распределительных Валов
Оба способа не нашли: широкого применения . на, предприятиях по причине.низкой/производительности игтрудности»нанесения тонких;слоёв ЧТО ведёт, к; потерям? наплавочного материала и увеличивает продолжительность, механической: обработки.
Є целью снижения расхода- наплавочного материала, на, ВАЗе [13] разработан способ восстановления изношенных вершин; кулачков;- содержащий операции наплавки стальными электродами, термической обработки для: снятия напряжений, правки, упрочняющей, термообработки — азотирования, дополнительной правки и шлифования. Валики наплавляют на вершину кулачка с учетом величины износа. Недостатком технологии является высокая трудоемкость и энергоёмкость вследствие наличия двух операций термообработки. Кроме этого, технология: предназначена только для распределительных валов, имеющих износ вершин всех кулачков.
К способам восстановления вершин кулачков в формирующей оснастке можно отнести способ наплавки порошковой проволокой АН-122 . по технологии НИИАТ [Г4],. способ электроконтактной приварки порошков-[15 19] и способ индукционной наплавки [20]. Сущность этих способов. заключается в том, что непосредственно на изношенную.; либо предварительно прошлифованную вершину кулачка, наносят слой металла,, при одновременном использовании формирующей вершину оснастки. В качестве наплавочных сплавов при: электроконтактной: приварке и= индукционной наплавке используют порошки.на основе железа и никеляї
Недостатком технологии? НИИАШ является низкое: качество наплавленной: поверхности на кулачках, имеющих износ вершин менее 2, мм,. поскольку сама технология; рассчитана: на восстановление вершин- кулачков с износом 2,5...3,0 мм. Предварительное шлифование- поверхности кулачка по предыдущей технологии а также шлифование: в .специальный, профиль для электроконтактной: приваркш порошка? [15]? сопряжено? с дополнительными! капитальными? вложениями; на; приобретение: копировально-шлифовального станка, и с повышением-, трудоёмкости; работ. Общим: недостатком- ддяа этих: способов,, а: также для. способам индукционной? наплавки, является? низкая? стойкость формирующешвершину оснастки;
Технология электроконтактной! приварки, при? которой» порошковый материал.находится; в электроде в насыпном- состоянии [19]; применяется/для восстановления? изношенных поверхностей; с небольшой площадью; например, зубьев шестерён; и будет мало эффективной; при; восстановлении вершин кулачков, поскольку они. имеют гораздо большую площадь,, рабочей: поверхности.
Известен способ восстановления вершин кулачков припаиванием пластин из быстрорежущей стали или твердого сплава с помощью высокотемпературного припоя на предварительно прошлифованную площадку [21]. Для предотвращения перегрева кулачка при пайке ток включают импульсами. После пайки пластин вал шлифуют на копировально-шлифовальном; станке: Лабораторные испытания,, проведённые в течение 100 часов для восстановленных таким методом валов, дали хорошие результаты, но на наш взгляд, при эксплуатации таких валов: будет нарушаться- исходный профиль набегающей части= кулачка, в зоне термического влияния поскольку высокие нагрузки испытывает не только вершина кулачка,, но и набегающая часть профиля; Общим недостатком приведённых способов восстановления вершин кулачков является трудность, а чаще всего невозможность их использования для восстановления всего профиля.
При восстановлении всего профиля кулачков распределительных валов применяются способы электродуговой, наплавки в защитной среде С2, вибродуговой наплавки и другие.
Наплавку распределительных валов двигателей А-01М, А-41 [22] ведут в защитной среде углекислого газа по винтовою линии проволокой НП-30ХГЄА диаметром 1,2 мм с последующей закалкой токами высокой частоты до твердости НЯСэ 50...55. Износостойкость наплавленных поверхностей на уровне новых. Технологический процесс восстановления распределительных валов содержит следующие операции: предварительный нагрев кулачков до температуры 220...250 С, наплавку, высокотемпературный отпуск при температуре 650 С, правку, черновое шлифование, закалку, чистовое шлифование.
Технология» восстановления и упрочнения кулачков, разработанная под руководством Наливкина В.А. [23, 24] содержит меньшее количество операций. Авторы предложили наплавку производить на всю ширину кулачка проволокой НП-ЗОХГСА в среде ССЬ с одновременным направленным охлаждением 5 % раствором кальцинированной соды в воде. Твёрдость вершины и цилиндрической части составляет соответственно 5200 МПа и 3300 МПа, что способствует равномерному изнашиванию профиля. Износостойкость наплавленных кулачков распределительных валов двигателей ЗМЗ-53 в 1,72 раза выше износостойкости новых. Технологический процесс восстановления распределительных валов содержит операции наплавки, правки, черновой обработки кулачков, чистового шлифования.
Технология восстановления кулачков валов топливных насосов, разработанная ЧИМЭСХ [25] также основана на использовании способа наплавки в защитной среде углекислого газа. В качестве наплавочного материала используется проволока НП-20Х13. Наплавку кулачков производят по винтовой линии с шагом 3 мм. Твердость наплавленных поверхностей
Обоснование модернизации установки для плазменной наплавки кулачков распределительных валов
Термический КПД при плазменной наплавке по винтовой линии постоянным током прямой полярности сплавом ПР-Н70Х17С4Р4 [53] составляет 0,2, при широкослойной наплавке (с колебаниями плазмотрона) ijt = 0,4, а при наплавке проволокой НП-30ХГЄА по винтовой линии 1Jt= 0,22. Эффективный КПД расплавления, наплавочного материала в этих случаях составляет соответственно 0,15; 0,2 и 0,12. Пршплазменной наплавке можно в широком диапазоне регулировать распределение тепловой; мощности дуги, затрачиваемой на расплавление детали и наплавочного металла.
В настоящее время разработан ряд способов плазменной- наплавки, которые можно классифицировать по роду тока, виду дуги, составу плазмообразующей и защитной среды, месту введения наплавочного материала в сжатую дугу.
Подавляющее большинство процессов плазменной наплавки, в силу высокого коэффициента полезного использования мощности, основано на применении постоянного тока прямой полярности. Эти процессы отличаются интенсивным введением теплоты в металл и применяются при наплавке деталей из стали, чугуна, ряда цветных металлов [27, 54-59, 61, 62, 64; 157]. Процесс наплавки на обратной полярности чаще используется при наплавке алюминия, поскольку обеспечивает непрерывное катодное распыление окисной» плёнки [60, 63", 64].
В технологиях наплавки переменным током сжатая дуга может питаться от однофазных, двухфазных и трехфазных трансформаторов [50, 65, 66]. Процесс используется при наплавке деталей из стали, чугуна, меди, а также алюминия [50]. Надёжность плазмотрона при наплавке на переменном токе снижается, а при наплавке на токах менее 150 А нарушается стабильность процесса.
По виду дуги различают наплавку сжатой дугой косвенного и прямого действия. В первом случае дуга горит между электродом и плазмообразующим соплом [3,66, 67] (рис. 1.5.а). Обработка деталей косвенной дугой наиболее широко применяется при напылении и гораздо реже при наплавке. Сжатой дугой прямого действия называют дугу, которая горит между электродом и деталью [3,54-59] (рис. 1.5.6). Большинство технологических процессов плазменной наплавки основано на использовании сжатой дуги прямого действия. Сжатую дугу, которая одновременно горит между электродом, плазмообразующим соплом и деталью [3,67-69] (рис. 1.5.в) называют комбинированной дугой. Энергию комбинированной сжатой дуги можно перераспределять в широком диапазоне, что позволяет использовать её как при напылении, так и при наплавке.
Состав плазмообразующей и защитной среды при плазменной наплавке определяется в зависимости от химического состава наплавочного и основного металлов, а также требований, предъявляемых к наплавленной поверхности. Состав плазмообразующего газа также определяется конструктивными особенностями плазмотрона и материалом катода. По химическому
Схемы наплавки сжатой дугой: а - косвенного действия; б - прямого действия; в - комбинированной дугой. воздействию на металл плазмообразующие газы делятся на инертные (аргон, гелий) и активные (водород, азот). Используются также различные смеси этих газов, а для повышения эффективности процесса к ним добавляют кислород, углекислый газ [69, 72]. Состав защитной среды также можно разделить на инертный и активный. В состав активной среды, кроме указанных выше газов, входит воздух [70, 71]. В некоторых процессах используют смеси аргона с водородом [67], аргона с углекислым газом и кислородом [69, 74]. Применение активной защитной среды связано с необходимостью введения в состав наплавочных материалов раскислителей: Al, Ті, Si, Мп, обеспечивающих химическую защиту сварочной ванны [53]. Наиболее широкое распространение при наплавке деталей получили процессы, использующие аргон в качестве плазмообразующего и защитного газов. Аргон предохраняет катод от окисления и обеспечивает надёжную защиту зоны наплавки от окружающей воздушной среды. По месту введения наплавочного металла в сжатую дугу процессы наплавки можно разделить на две группы. Наиболее эффективной, с точки зрения полезного использования мощности сжатой дуги, является группа способов, в которых подача наплавочных материалов осуществляется в участок дуги, расположенный внутри плазмотрона. В этих случаях в плазмотронах применяют трубчатые электроды, через которые подают порошки или проволоки [3,69] (рис. І.б.а), либо электрод устанавливают эксцентрично по отношению к плазмообразующему соплу [3,56, 73] (рис. 1.6.6), а наплавочный материал подают в свободное от электрода место. Применяют также плазмотроны, в которых подача наплавочного металла осуществляется через радиальное отверстие в плазмообразующем сопле [3,67] (рис. 1.6.в). Использование этих способов при наплавке сжатой дугой комбинированного действия даёт широкие технологические возможности. Недостатком является конструктивная сложность плазмотронов и низкая надёжность в силу того, что часть расплавленного наплавочного металла попадает на внутреннюю поверхность плазмообразующего сопла.
Методика определения насыпной плотности и угла естественного откоса наплавочных порошков
Восстановление деталей наплавкой сопровождается изменением их размеров вследствие теплового воздействия и внутренних напряжений, возникающих в наплавленном слое. Исследование деформации распределительных валов проводили по трём параметрам: прогибу вала; нарушению углового расположения кулачков; изменению линейных размеров.
При контроле прогиба вала также определяли и направление стрелы прогиба на специальном устройстве (рис.2.1. раздел 2.2.). До наплавки прогиб валов находился в пределах 0...0,025 мм, нецилиндричность шеек составляла 0,02 мм. После наплавки одного кулачка и самопроизвольного охлаждения вал устанавливали в центры 2, 3 устройства, производили контроль прогиба на средних опорных шейках индикатором 6. Направление стрелы прогиба определяли с помощью одупа 9 по градуированному диску 8.
Нарушение-углового расположения «кулачков контролировали на этом же устройстве (рис. З.1.). Расположение кулачков определяли до.наплавки, затем производили наплавку кулачков на валах, после самопроизвольного охлаждениям правки до установленных пределов делали повторный контроль углового положеюшкулачков по изложенной в разделе 3.2. методике.
Исследования по изменению линейных размеров вала осуществляли после наплавки всех кулачков с помощью»устройства (рис. 3.1 L). Оно содержит контрольную плиту 1, на которой закреплены неподвижный 2 и подвижный 3 центры. На плите также неподвижно закреплена стойка 4 с индикатором часового типа для контроля изменения линейного размера. Цена деления индикатора - 0,01мм. Устройство содержит также подвижную стойку с индикатором 5 часового типа для контроля прогиба, цена деления индикатора 0,01 мм. До наплавки контролировали прогиб вала с помощью индикатора 5, а также торцевое биение упорного пояска под шестерню на первой опорной шейке с помощью индикатора 4. После наплавки всех кулачков, охлаждения и правки вала до допустимого прогиба, вал повторно устанавливали в приспособление для контроля торцового биения упорного пояска под шестерню. Абсолютную величину изменения линейного размера определяли как разность показания индикатора на середине поля торцевого биения пояска до и после наплавки.
Для испытаний было выбрано 26 новых распределительных валов. С целью создания одинаковых условий эксплуатации для новых и наплавленных кулачков, на каждом валу сошлифовывали и наплавляли 8 вершин кулачков. Поскольку поверхности кулачков распределительных валов двигателей ЯМЗ-238НБ работают в условиях усталосного изнашивания, то их наплавку производили двумя марками порошковых материалов, которые имеют лучшие показатели по результатам лабораторных испытаний на контактную усталость. После наплавки валы правили, шлифовали наплавленные кулачки, затем проводили проверку наплавленных валов на соответствие требованиям ремонтного чертежа по твёрдости рабочих поверхностей, шероховатости, геометрической точности [118]. Распределительные валы установили в двигатели, провели их стендовую обкатку, поставили на тракторы. Эксплуатационные испытания проводили в Татарстане в соответствии с планом [NUT] ГОСТ 17510-79.
Износ распределительных валов и роликов толкателей определяли при поступлении тракторов на предприятие для очередного ремонта, при этом ОТК предприятия регистрировал наработку двигателя.
Стьюдента, который, в зависимости от доверительной вероятности Р и числа результатов наблюдений п, находили по таблице приложения 2 [119].
Основными.дефектамираспределительных валов двигателей;ЯМЗі238НБ; являются: износ; кулачков; опорных шеек, а:также прогиб; Вероятность других дефектовне превышает О,0&(рис. 4.1.). Иритнализе технического-состояния кулачков обнаружено,; что они- по профилю изнашиваются неравномерно; Преобладает усталостное изнашивание набёгающей;части и вершины кулачка: Нащилиндрическош части следов износа не .обнаружено. Уменьшение; размера! цилиндрической; частш кулачка-происходит вследствие перешлифовки профиля;. Эмпирическаяь кривая! распределениям отклонений размеров высоты- кулачкову от; номинального значения согласуется с: законом;теоретического распределения , Вейбуллш-(табл. 4.Г.). По. интегральной кривой распределения, отклонений, размеров- кулачков (рис. 4.2.) был проведён; статистический анализ их состояния: Установлено; что 5 % кулачков, из числа исследованных, имеют размер меньше допустимого; причём 3 % кулачков могут быть восстановлены путём нанесения металла на весь профиль, а 2 % требуют восстановления вершины. Часть кулачков — 5,8 % имеет местный износ вершины, который может быть устранён перешлифовкой в эквидистантный профиль.
Анализ износа распределительных валов; ЯМЗ-238НБ показал,,что 52 % валов имеют кулачки с дефектом, требующим ремонта; У 32 % валов необходимо ремонтировать кулачки, восстанавливая- их исходный профиль. Количество изношенных и требующих восстановления кулачков на одном валу колеблется от одного- до шести. У 70 % подлежащих восстановлению валов? изношено; один - два кулачка:.
Структура, твёрдость и состав металлов, наплавленных самофлюсующимися- порошковыми сплавами
Таким образом, лучшими свойствами при испытаниях на контактную усталость обладают образцы, наплавленные композицией порошкаПГ-ФБХ6-2 в смеси с 2...5 % алюминия. Восстановленные этой композицией-кулачки должны иметь хорошие эксплуатационные характеристики при работе в паре с роликовыми толкателями.
Высокий, предел контактной выносливости наплавленных образцов по-сравнению с эталонными, можно- объяснить, тем, что они имеют высокое сопротивление образованию подповерхностных трещин [121]. Для наплавленных образцов также существенным фактором является. твёрдость поверхности. С увеличением? твёрдости повышается предел контактной, усталости [122,123]. Благоприятное влияние на повышение контактной усталости металла оказывает алюминий, который способствует увеличению твёрдости наплавленных слоев. Растягивающие начальные остаточные напряжения в поверхностных слоях образцов играют менее заметную роль, чем твёрдость. Вероятно, происходит изменение напряжений вследствие протекающих в поверхностных слоях пластических деформаций [2, 123,124].
Испытания образцов в условиях трения скольжения Наплавленные образцы обладают разными триботехническими характеристиками, об этом свидетельствуют различные размеры площадей контакта образцов и контртел по окончании испытаний. Наплавленные образцы изнашиваются меньше чем эталонные и существенно отличаются между собой по степени воздействия на контртела. Результаты исследований представлены в таблице 4.7. и на рис. 4.26.. Поскольку при испытаниях не производили промежуточного контроля состояния образцов и контртел, то для объективной оценки триботехнических характеристик результаты представлены показателем интенсивности изнашивания. То есть отношением значения износа к пути трения, составляющему 5655 м. Кроме этого, для сравнительной оценки триботехнических свойств слоев, в таблице дана их относительная износостойкость, определяемая отношением интенсивности изнашивания эталонного образца, а также контртела, к интенсивности изнашивания испытываемых образцов и, соответственно, контртел.
Высокая износостойкость образцов наплавленных хромо - никелевыми порошками объясняется наличием твёрдых карбидов и боридов хрома в пластичной матрице (раздел 4.4.1.). Причём добавка в эти сплавы алюминия способствует увеличению износостойкости образцов и контртел за счёт роста числа твёрдых включений, составляющих 45...55 % объёма, а также увеличения микротвёрдости матрицы. Образцы наплавленные порошками на железной основе имеют худшие триботехнические характеристики, поскольку высокая микротвёрдость матрицы, составляющая 6400...7100 МПа не способна при высоких тангенциальных нагрузках удерживать в себе твёрдую фазу. В процессе работы происходит выкрашивание твёрдой фазы, являющейся по отношению к контртелу абразивом.
Прогиб распределительного вала двигателя ЯМЗ-238 НБ (после: наплавки вершины; кулачка: происходит в: плоскости симметрии кулачка с незначительным; в» пределах ± 6?, отклонением от: HeeL Стрела- прогиба направлена в- сторону, противоположную вершине кулачка (рис. 4.27.а). При наплавке кулачка, по всему профилю прогиб; вала происходит в плоскости, расположенной под углом 112 ± 6 к; плоскости симметрии \ кулачка. Єтрела прогиба направлена в сторону, противоположную первому наплавленному валику (рис. 4.27.6).
Расположение плоскости прогиба распределительного вала при наплавке . вершины кулачка объясняется тем, что после наплавки первого валика тепловое воздействие на кулачок не велико и не влияет на распределение внутренних напряжений во втором валике. По: этой причине нагрев и растягивающие напряжения; возникающие в симметрично наплавленном? слое, вызывают соответствующие деформации в плоскости симметрии кулачка. Расположение плоскости прогиба распределительного вала при наплавке всего профиля кулачка очевидно связано с тем, что после наплавки, первого валика кулачок получает значительное тепловое воздействие, особенно от наплавки цилиндрической части, которое существенно влияет на распределение остаточных напряжений во втором наплавленном валике. Незначительное угловое отклонение плоскости прогиба при наплавке кулачков связано с отклонением от оси: симметричного расположения наплавленных валиков.
Изучение радиальной деформации распределительного вала показало, что прогиб происходит непосредственно в зоне наплавленного кулачка. Величина прогиба зависит от расположения кулачка на валу, она максимальна при наплавке третьего или шестого выпускного кулачка. Наплавка вершин кулачков ведёт к большим радиальным деформациям распределительного вала, чем наплавка всего профиля. Так, прогиб вала после наплавки вершины шестого выпускного кулачка составляет 0,46...0,48 мм, а при наплавке всего профиля этого кулачка — 0,26.. .0,28 мм.
Стрелы прогиба вала от наплавки нескольких кулачков не лежат в одной плоскости. Их направление и величину можно определить как векторную сумму прогибов на каждой шейке от наплавки отдельных кулачков. На рисунке 4.28. представлен пример определения прогиба вала для случая наплавки первого и восьмого впускных кулачков.
