Введение к работе
Актуальность проблемы. Отдаленность и труднодоступность источников нефти и газа в северной части России делают актуальной их транспортировку. Наиболее эффективным является транспортирование газонофтепродуктов с помощью магистральных трубопроводов диаметром 1020, 1220 л 1420 мм. Такие трубы изготавливаются отечественными н зарубелашші заводами длиной 12 м. Следовательно, трубопровод длиной ЮОО км имеет порядка 100000 сварных стыков.
Качеотво монтаяннх кольцевых сварных стыков труб на линейной части магистральных трубопроводов вносит решающий вклад в требуемую надегность, особенно при выполнении сварочных работ в полевых условиях.
Монтая стыков при сварке осуществляется с помощью специальных строительных машин, среди которых наибольшее распространенно получили внутренние гидравлические центраторы. Они придают торцам собираемых труб форму окружности, обеспечивают их соосную сборку, равномерно распределяя разность периметров. Требования по точности сборки стыков труб достаточно высоки - взаимное превышение кромок стыкуемых труб не более 2 ш при диаметре 1420 мм.
Высокие усилия, развиваемые внутренними центраторами, обусловливают недостаточную износостойкость контактирующих деталей центрирующего механизма. Повышение производительности магистральных трубопроводов, связанное с увеличением давления транспортировки газоиефтепродуктов с 7,5 до 12 Ша, потребует применения труб с болеэ толстыми стенками либо многослойных труб. В этом случае потребуются внутренние центраторы о более высокими усилиями расхатня, и нагрузки на контактирующие детали центрирующего механизма возрастут недопустимо. Указанные обстоятельства вызывают необходимость исследований по применению для данных деталей новых материалов и способов упрочнения, обеспечивающих их работоспособность при высоких контактных давлениях порядка 2000 Ша. В научной литературе ати проблемы освещены крайне недостаточно, особенно в отношении строительных машин.
Целью работы является повышение долговечности внутренних центраторов на основе изучения фрикционного взаимодействия и особенностей изнашивания сопряженных элементов путем увеличения несущей способности и износостойкости методами упрочняиїтх технологий.
Научная, новизна,. Впервые получены эксперименталмю-аналити-
ческне данные о характере нагружения и изнашивания поверхностно-упрочненных мало- л средпеуглеродистых низколегированных сталей перлитного класса при высоких контактных давлениях и сухом трении с проскальзыванием. Разработана оригинальная технология поверхностного упрочнения глубокой цементацией в карбюризаторе повышенной активности с термоциклированием, впервые сопоставительно показана ее триботехнологдческая эффективность. Установлена рациональная гетерогенная структура и режимные условия ее формирования, сформулированы условия повышения несущей способности поверхностных слоев и долговечности тяжелонагруженных пар трения. Разработан экспресс-метод расчетно-технологического согласования внешних параметров, триботехнических характеристик я определяемого реоурса узла трения.
Практическая значимость работы состоит в использовании полученных экспериментально-аналитических данных для выбора материалов и упрочнящих технологий на стадиях проектирования, изготовления. и ремонта деталей и узлов трения строительных машин.
Предложенный экспресстметод позволяет моделировать реальные условия нагружения и изнашивания и проводить ресурсные испытания на модельных узлах трения.
Разработанная технология глубокой цементации может быть применена для повышения долговечности исследованных и аналогичных деталей и узлов трения строительных машин.
На зашиту выносится:
экспериментально-аналитические зависимости о характере нагружения и изнашивания поверхностно-упрочненных низколегированных сталей перлитного класса при высоких контактных давлениях и сухом трении о проскальзыванием;
метод повышения долговечности контактирующих деталей поверхностным упрочнением глубокой цементацией с термоциклированием;
лабораторный экспреос-метод ресурсных испытаний тяжелонаг-руженных узлов трения.
Апробация. Основные результаты исследований докладывались:
на Всесоюзной научно-технической конференции "Новые конструкционные стали и сплавы и методы их обработки для повышения надежности и долговечности изделий" (г.Залорожье, 1980 г.);
на Всесоюзной научно-технической конференции "Совершенство-
вание методов.термической и хнмикотермической обработок в станкостроении" (г. Рязань, 1983 г.);
на Всесоюзной научно-технической конференции "Экономил металла я энергии на основе прогрессивных процессов термической и химико-термической обработки" (г. Пенза, 1984 г.);
на Всесоюзной научно-технической конференции "Новио материалы и упрочняющие технологии" (г. Тольятти, 1986 г.);
на Московской научно-технической конференции "Триботехника -машиностроению" (г.Москва, 1987 г.);
на республиканской научно-технической конференции "Разработка ресурсосберегающих технологий производства строительных материалов и конструкций и ведения строительно-монтажных работ"
(г. Донецк, 1988 г.);
на республиканском научно-техническом семинаре "Методи ускоренных стендовых испытаний агрегатов тракторов на износ в условиях научно-технического перевооружения производства" (г. Челябинск, 1988 г.);
на Четвертой Московской научно-технической конференции "Триботехника - машиностроению" (г. Москва, 1989 г. ).
По теме диссертации опубликовано 12 работ.
Объем и структура работы. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы. Общий объем работы 186 страниц, текст диссертации -473 страниц, список литературы - 65 наименований, рисунков 75 , таблиц 9
