Введение к работе
В работе рассматриваются вопросы, связанные с решением задач по восстановлению локально изношенных подшипников скольжения дорогостоящих узлов и агрегатов в ремонтном производстве, и представлены результаты комплексных исследований износостойкости получаемых при этом поверхностей
Актуальность проблемы
Высокая стоимость запасных часіей и зачастую их низкое качество стимулируют развитие новых хехнологий восстановления изношенных деталей Около 75% деталей, выбракованных при ремонте, являются ремонтопригодными. Поэтому альтернативой расширению производства новых іапасньїх частей является вторичное использование изношенных деталей, восстанавливаемых в процессе ремонта.
Из ремонтной практики известно, что большинство выбракованных по износу де і алей теряют не более 1—2% исходной массы При этом прочность деталей практически сохраняется. Например, 95%) деталей двигателей внуїреннего сюрания выбраковываются при износе, не превышающем 0.2мм, и большинство могут быть использованы после восстановления
Во всём мире ремоншое производство непрерывно развивается. Для повышения качества ремонта на предприятиях, необходимо разрабатывать новые методы восстановления изношенных деталей, обеспечивающих повышенный срок службы отремонтированным агрегатам.
Одним из возможных методов является восстановление локально изношенного подшипника скольжения пластическим деформированием по кондукторной поверхности (ПДКП). В отличие от широко применяемых методов восстановления пластическими деформациями, при которых после деформирования требуется дополнительная механическая обработка, ведущая к потерям материала, предлагаемый метод ПДКП позволяет получить требуемые параметры реконструируемой поверхности без участия сложною технологического оборудования, обеспечивая при этом улучшение механических характеристик и приобретение новых триботехнических свойств опорными поверхностями. Немаловажное значение имеет так же невысокая себестоимость и технолої ическая простота предложенного способа восстановления.
Цель работы и задачи исследования
Разработать новый комплексный способ восстановления локально изношенных подшипников скольжения, который обеспечит получение необходимых геометрических параметров трибоузла наряду с приобретением рабочими поверхностями лучших, качественно новых триботехнических свойств по сравнению с узлами, полученными традиционными методами.
Исследовать триботехнические свойства реконструированной рабочей поверхности восстановленного подшипника скольжения.
В связи с поставленной целью работы рпревеямач^Шйадпоптие основные задачи исследований:
1. Теоретически обосновать способ восстановления, реализующий принципиально новый подход к реконструкции изношенных подшипников скольжения, обеспечивающий наряду с геометрическим восстановлением опорной поверхности приобретение более высоких триботсхнических свойств.
-
Разработать аналитическую модель, позволяющую определить функциональную связь между силовыми и геометрическими параметрами процесса деформирования в условиях ПДКП.
-
Создать комплекс экспериментального оборудования для изучения процесса деформирования при восстановлении и измерения триботехнических параметров реконструируемых узлов.
4. Изучить триботехнические свойства восстановленных поверхностей и показать пути их улучшения. Объект исследования
Поверхности локально изношенных радиальных подшипников скольжения изготовленных из пластичных материалов твёрдостью НВ до 200МПа. Например, опоры распределительного вала двигателей внутреннего сгорания моделей ЗМЗ-4025, ЗМЗ-4026, ЗМЗ-4061, 331, 3317, 3313, 412ЭМ и их модификаций выпускаемых Заволжским и Уфимским моторными заводами. Научная новизна Дано научное обоснование способа восстановления рабочих поверхностей изношенных подшипников скольжения.
-
Осуществлён выбор принципиальной модели процесса пластического деформирования металла для восстановления изношенных участков подшипников скольжения.
-
На основе энергетического метода теории пластического деформирования проведен анализ и выбрано кинематически возможное поле скольжения для внедрения клиновою индентора в условиях предлаї аемого способа восстановления; экспериментальная проверка показала адекватность принятой теоретической модели.
-
Получены расчетные зависимости для внедрения индентора с учетом контактного трения на конической и цилиндрической поверхности деформирующего инструмента, а так же определены оптимальные конструктивные параметры технологической схемы восстановления изношенного подшипника скольжения.
-
Показано, чю геометрические параметры восстановленной поверхности слабо зависят от твердости восстанавливаемого материала в условиях принятой схемы восстановления (для исследованных материалов с івердосгью НВ от 30 до 200 МПа)
-
Установлено, что пластическое деформирование при ПДКП и придание поверхности композиционной (ротапринтной) структуры уменьшает трение и износ в восстановленных узлах. Снижение интенсивности изнашивания достигало 40%, для исследованных материалов.
6 Показано, деформирование с кондукторной поверхностью позволяет управлять макро- и микрогеометрическими параметрами поверхности
восстановленного подшипника, что даёт возможность получаїь требуемые триботехнические свойства.
Практическая ценность работы
Предложен простой и эффективный способ восстановления дорогостоящих деталей, который может стать реальной альтернативой применяемым в настоящее время технологиям ремонта и производства запасных частей.
-
Деформирование с кондукюрной поверхностью позволяет управлять геометрическими параметрами поверхности восстановленного подшипника, что даёт возможность получать их с заранее известными свойствами.
-
Предложенный способ позволяет не только восстановить работоспособность узла, но и придает ему новые улучшенные іриботехнические свойства и тем самым значительно продлевает его ресурс.
-
Низкая себестоимость восстановления может существенно уменьшить затраты на ремонт дорогостоящих узлов, а простота и невысокая цена используемых при этом устройст в даёт возможность применять их даже на небольших транспортных предприятиях.
Предложенный метод опробирован на ряде предприятий, что позволило с существенной экономической эффективностью внедрить результаты исследований на транспортом предприятии Г У.П. «Автобаза Администрации Тверской области». Результаты работы могут быть использованы на аналогичных предприятиях.
Апробация работы
Основные материалы диссертации доложены и получили положительную оценку на:
-
Нучно-практической конференции «Актуальные проблемы развития машиностроительного комплекса Тверской области» в Тверском государственном ієхнйчєском университете. Тверь, 2001г.
-
Всероссийской конференции ^Перспективы развития Волжского региона» в Тверском государственном техническом университете. Тверь, 2002г.
-
Научном семинаре кафедры «Сопротивления материалов» в Тверском государственном техническом университете. Тверь, 2003г.
Публикации По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе 4 статьи, на способ восстановления получен патент № 2228247.
Структура работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литераіурьі и приложений. Работа содержит 170 страниц, 77 рисунков, 25 таблиц.
