автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Формирование параметров антифрикционного покрытия вкладышей подшипников судовых среднеоборотных дизелей при плазменном напылении

На правах рукописи

Юзов Александр Дмитриевич

РГБ ОД

1 3 ИЮН 2003

ФОРМИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ АНТИФРИКЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ СУДОВЫХ СРЕДНЕОБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ ПРИ ПЛАЗМЕННОМ НАПЫЛЕНИИ

Специальность 05.08.04 - Технология судостроения, судоремонта

и организация судостроительного производства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владивосток - 2000

Работа выполнена в Дальневосточной государственной морской академии им. адм. Г.И. Невельского

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Леонтьев Л.Б.

Научные консультанты: доктор технических наук, ст.н.сотр.

Хмелевская В.Б.;

кандидат технических наук, доцент Арон A.B.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Турмов Г.П.;

кандидат технических наук, доцент Кабанов В.В.

t

Ведущая организация:

Дальневосточный научно-исследовательсю проектно-изыскательский, конструкторско технологический институт морского флота (ДНИИМФ).

V

Защита диссертации состоится "21" июня 2000 г. в 10 часов в ауд. 241 на заседании

диссертационного совета Д 101.05.01. в Дальневосточной государственной морской академии им. адм. ЗН.И. Невельского по адресу: 690059, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточной государственной морской академии им. адм. Г.И. Невельскогс

Автореферат разослан "19" мая 2000 г. Ученый секретарь

диссертационного совета Резник А.Г.

(Жг.&ч-ш.тэдко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современное развитие дизелестроения характеризуется повышением цилиндровой мощности за счет форсирования двигателя, что приводит к возрастанию нагрузок на дета-пи и снижению их срока службы.

Повышение удельной мощности современных среднеоборотных дизелей (СОД) и использование тяжелых сортов топлива привело к увеличению скорости изнашивания антифрикционных слоев вкладышей подшипников коленчатых валов, повышение вероятности их отказов и необходимость частой замены во избежание возможных аварийных ситуаций. Разнообразие конструктивных видов подшипников, находящихся в эксплуатации, значительные издержки вследствие их отказов определяют актуальность анализа конструктивных особенностей, условий эксплуатации, механизма изнашивания и надежности подшипников скольжения, необходимость разработки технологии их восстановления, позволяющей получить долговечность восстановленных деталей не менее 80 % долговечности новых. '

В настоящее время имеется положительный опыт использования плазменного напыления при восстановлении и изготовлении вкладышей подшипников судовых дизелей. Но процесс плазменного напыления характеризуется большим числом факторов, которые оказывают влияние на работоспособность покрытий в различных условиях, в гом. числе конструктивные элементы плазмотронов, определяющие электрические и энтальпийные характеристики плазменной дуги, плазмообразующий газ, способы подачи порошка. Отсюда вытекает необходимость выбора способа и материала для нанесения антифрикционного слоя вкладышей подшипников, обеспечивающих получение высококачественного соединения с требуемыми механическими и гриботехническими свойствами напыленного покрытия, а также нахождения и исследования оптимальной области режимов напыления.

Педь работы. Разработка технологии восстановления вкладь шей подшипников СОД методом плазменного напыления на оснс вании исследований влияния основных факторов технологическсг процесса на формирование механических и триботехнических пг раметров напыленного антифрикционного покрытия.

Научная новизнз. . Проведены исследования влияния основны факторов плазменного процесса на формирование параметре напыленного покрытия, и на этой основе:

- определена область параметров режима напыления, обесш чивагощая необходимое качество соединения антифрикционног покрытия с основным металлом;

- получены сравнительные данные свойств плазменного н< пыления покрытия при использовании различного оборудования плазмообразующих газов - воздуха, аргона, смеси аргона и азота;

- получены математические модели зависимостей поверхнос" ной твердости, коэффициента трения и адгезионной прочности н; пыленного покрытия от основных факторов плазменного процесса

- построена номограмма зависимости механических и триб< технических характеристик покрытия от технологических пар! метров режима плазменного напыления;

- разработан способ получения антифрикционного покрыта вкладышей опор скольжения методом плазменного напыления.

Практическая ценность и реализация работы. Разработав технология восстановления вкладышей подшипников СОД пла: менным напылением антифрикционного слоя. Исследован процес формирования функциональных параметров антифрикционно1 покрытия при плазменном напылении, что делает возможным Ш1 рокое внедрение технологии плазменного напыления при изгото) лении и восстановлении вкладышей опор скольжения судовых Д1 зелей и других судовых технических средств. На основании пол; ченных результатов предложено новое техническое решение (П;

гент РФ по заявке №2000104792/20 - 004850, МПК6 Б 16 С 33/04. Способ получения антифрикционного покрытия вкладышей опор скольжения методом плазменного напыления / Л.Б. Леонтьев, В.И. Седых, В.Б. Хмелевская, А.Д. Юзов (РФ). - Приоритет 18.02.2000 г.), разработана и согласована с морским Регистром судоходства технология восстановления вкладышей подшипников судовых СОД. Партия вкладышей подшипников проходит опытную эксплуатацию в ОАО «Дальневосточное морское пароходство».

Стоимость восстановления антифрикционного покрытия вкладышей в зависимости от толщины напыленного слоя составляет 40 - 60 % от стоимости новых вкладышей.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях ДВГМА имени адм. Г.И. Невельского (апрель 1993 г. и апрель 1994 г.); научно-технической конференции «Морское образование на Дальнем Востоке: современное состояние и перспективы развития» в г. Владивостоке в 1996 г.; международной конференции «Проблемы транспорта Дальнего Востока» в г. Владивостоке в 1997 г.; региональной научно-технической конференции «Наука морскому флоту на рубеже XXI века» в г. Владивостоке в 1998 г.; международной конференции «Кораблестроение и океанотехника: проблемы и перспективы. БОРР-98» в г. Владивостоке в 1998 г.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 статьях и в одном описании изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 170 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и трех приложений. Работа содержит 23 таблицы и 41 рисунок. В библиографическом списке литературных источников содержится 148 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность проведения исследований в области повышения срока службы вкладышей подшипников и в разработке перспективного метода плазменного напыления при восстановления антифрикционного слоя вкладышей подшипников СОД. Показана необходимость комплексного решения поставленной задачи, основными моментами которой являлись анализ условий работы и причин отказов вкладышей подшипников СОД.

Первая глава посвящена конструктивным особенностям и анализу условий работы, надежности и причин отказов вкладыше* подшипников СОД.

В СОД применяют как толстостенные, так и тонкостенны« вкладыши подшипников скольжения различных конструкций имеющие разные технико-эксплуатационные свойства и требую щие неодинакового подхода к их техническому использованию I обслуживанию.

Анализ условий и режимов эксплуатации дизелей показывает что подшипники коленчатых валов эксплуатируются в неблаго приятных условиях: значения относительной разности максималь ных давлений сгорания между отдельными цилиндрами превыша ют в 1.6...4.2 раза предельно допустимые. Анализ эксплуатацш многослойных вкладышей подшипников показывает, что их ресур до замены соответствует нормативам, установленным фирмами изготовителями, т.е. 24...32 тыс. ч при работе дизелей на легко} топливе и 16...24 тыс. ч - на тяжелом топливе. Периодичност технического обслуживания со вскрытием подшипников должн составлять 9 тыс. ч для мотылевых и 18 тыс. ч - для рамовых. Ос новной причиной отказов вкладышей (до 90 % всех замен) являет ся износ антифрикционного слоя вкладыша.

Восстановление вкладышей нанесением антифрикционног слоя заливкой сопровождается большим расходом дефицитног антифрикционного сплава, появлением ликвации, крупных крк

^таллов и, как следствие, снижением эксплуатационных свойств. 1рименение плакированной ленты для изготовления вкладышей юдшипников затруднено сложностью технологии. Технология юсстановления вкладышей подшипников путем нанесения антифрикционного гальванопокрытия не нашла широкого распростра-гения вследствие большой трудоемкости технологического процесса (26 технологических операций).

Наиболее перспективным способом восстановления антифрикционного слоя вкладышей подшипников является плазменное 1апыление, обеспечивающее высокую производительность нанесе-шя покрытия, характеризующееся относительно небольшой тру-гоемкостью, возможностью регулирования параметров процесса в лироких пределах и, следовательно, возможностью получения требуемых параметров качества и свойств напыленных покрытий.

Для научно обоснованного применения метода плазменного яапыления при восстановлении антифрикционного слоя вклады-лей подшипников судовых дизелей автором в данной работе были поставлены следующие задачи в области теоретического и экспериментального исследования:

1. Обосновать целесообразность применения метода плазменного напыления для нанесения антифрикционного слоя на вкладыши подшипников судовых дизелей.

2.Выбрать материалы для напыления антифрикционного слоя зкладышей, исходя из условий их эксплуатации и технологических эсобенностей процесса плазменного напыления.

3. Для обоснованного выбора типа установки получить сравни-гельные данные механических и триботехнических свойств плазменных покрытий при использовании различного оборудования и ялазмообразующих газов - воздуха, аргона, смеси аргона и азота.

4. Получить математические модели зависимостей поверхностной твердости, коэффициента трения и адгезионной прочности напыленного покрытия от основных факторов плазменного процесса.

5.Определить область параметров режима напыления, обеспе чивающую необходимое качество соединения антифрикционног покрытия с основным металлом.

6. Исследовать влияние технологических приемов и режимо плазменного напыления на механические и триботехнически свойства напыленных покрытий на основе алюминия при исполь зовании различных плазменных установок.

7.Разработать технологический процесс восстановлени вкладышей подшипников судовых дизелей методом плазменног напыления.

8.Провести эксплуатационную проверку работоспособност восстановленных вкладышей подшипников СОД.

9.Определить технико-экономическую эффективность пла: менного напыления вкладышей подшипников судовых дизелей.

Во второй главе рассмотрены методики проведения основны экспериментальных работ и используемое при этом оборудование.

Нахождение области параметров режима напыления, обесш чивающих необходимые физико-механические и триботехнически свойства антифрикционного покрытия вкладышей подшипнико) наиболее рационально проводить с использованием метода план! рования эксперимента, позволяющего получить математически модели исследуемого процесса. На основании априорных данных после проведения отсеивающего эксперимента было выбрано 41 тыре параметра режима плазменного напыления, которые знач! тельно влияют на прочностные и триботехнические свойства н; пыляемого слоя: I — сила тока дуги, А; /?п - угол наклона плазм! трона, град.; Н - расстояние от плазмотрона до напыляемого изд< лия, мм; - линейная скорость напыления изделия, м/с. Планир! вание осуществляли с помощью главной полуреплики типа 24'

обеспечивающей возможность оценки всех линейных эффектов и парных взаимодействий: XlX2 = Х3Х4\ Х1Х3-Х2Х4\ X2X3-XjX4.

В качестве технологических критериев (параметров оптимизации) выбраны: поверхностная твердость напыленного покрытия (HV), коэффициент трения при граничной смазке (/тр) и адгезионная прочность напыленного покрытия (сга).

Исследование поверхностной твердости напыленного покрытия толщиной 1.5 мм проводили по методу Бринелля согласно ГОСТ 9012-59 (диаметр стального шарика 2.5 мм, нагрузка 612 Н). Для определения поверхностной твердости исследуемых образцов с напыленным слоем толщиной менее 1.5 мм, соответствующей толщине напыленного слоя вкладышей подшипников после обработки в размер, использовали метод Виккерса, регламентированный ГОСТ 2999-75.

Исследование структуры напыленного покрытия и фотографирование проводили на световом микроскопе МИМ-10.

Определение угла трещинообразования производили в соот-ветствиии с ОСТ 24.346.03-78. Для статического нагружения использовали гидравлический пресс. Контроль трещинообразования осуществляли визуально через каждые 5° изгиба вкладыша.

Исследования триботехнических свойств напыленного покрытия проводили на машине трения СМЦ-2 по схеме «ролик-колодка». Напыленный слой наносился на колодку. Контротелом являлся ролик, изготовленный из стали 45 ГОСТ 1050-88. Частота вращения ролика составляла 5 с"1 (300 мин"1). В процессе испытаний удельную нагрузку изменяли ступенчато от 2500 до 6000 Н. Нагрузку схватывания и коэффициент трения определяли по моменту трения, массовый износ - взвешиванием на аналитических весах.

Определение когезионной и адгезионной прочности проводи ли в условиях статического нагружения на разрывной машин УММ-5. Образцы для напыления изготавливали из стали 10 ГОС' 1050-88.

В третьей главе решается задача обоснования способа вое становления антифрикционного слоя вкладышей подшипнико СОД методом плазменного напыления и выбор технологическог оборудования и материалов для антифрикционного покрытия.

На основании методологии, с учетом принципов восстаног ления деталей при ограниченных ресурсах, произведен выбор чг стных показателей существующих способов восстановления вклг дышей подшипников СОД. При решении оптимизационной задач использована функция Хармингтона, получившая в отечественно научно-технической литературе название функции желательност! Под «желательностью» £>, понимается тот или иной уровень пок; зателя Y¡, находящийся на входе в систему и принимающего зн; чения от 0 до 1. Процедура перевода значений 1} в соответствуй щие функции желательности формализована и может быть осущ! ствлена по формуле:

где - безразмерное значение /-го показателя у-го способа во становления (линейно связано с соответствующим показателе

Переход от частных показателей Ор функции желательност к обобщенной £>,- осуществляется по формуле

где п - число выбранных частных показателей У/, характеризу! щих оцениваемый способ восстановления.

-11В качестве критерия оптимизации использовали полученную оценку £>у, которая является обобщенным показателем эффективности анализируемых способов и качества восстанавливаемых деталей. Обобщенный показатель дает полную и всестороннюю |оценку технологического процесса, используя при этом любое количество показателей, дающих количественную оценку способа, а также дает возможность наглядно показать, какая из составляющих особенно снижает обобщенный показатель.

Преимущества и недостатки сравниваемых способов выявляли также на основе анализа комплексных обобщенных показателей, которые рассчитываются по формулам:

- организационный обобщенный комплексный показатель:

D^opr =УВ7757757757; (3)

- экономический обобщенный комплексный показатель:

ЗК0И. = ■ (4)

- эксплуатационный обобщенный комплексный показатель:

Я]жсп.= РП12- (5)

В качестве альтернативных рассматривали три способа восстановления антифрикционного слоя вкладышей подшипников СОД:

1-й способ - заливка баббитом (Б83);

2-й способ - гальванопокрытие (РЬБпСи);

3-й способ - плазменное напыление (А020).

Результаты расчета обобщенного показателя Оу, выполненного по формуле (2) с использованием графика (рис. 1), дают следующие результаты: О] =0.286; В2 =0.329; 03=0.547.

Кривая желательности для оценки и выбора способа восстановления деталей

-2-10 1 2 3 У,

I_I_I_I_I

1 2 3 4 ... Ул 1_I_I_I_[_1_I

0.48 0.56 0.64 0.72 0.80 0.88 0.96 У5

I_1_1_!_I_I_1

408 368 328 288 248 208 168 У6

I_1_I_I_I_I_I

480 443 405 368 331 293 256 Г7

I_I_I_I_I_I_I

576 527 477 428 379 329 280 У»

I_I_I__I_1_I_I

3.84 3.47 3.09 2.72 2.35 1.97 1.60 К,

I_1_I_I_1_I_I

0.96 0.86 0.75 0.65 0.55 0.44 0.34 У10

I_1_I_I_I_I__1

0.32 0.43 0.53 0.64 0.75 0.85 0.96 Уи

I_|_|_|_|_|_1

0.48 0.42 0.36 0.30 0.24 0.18 0.12 Уп

Рис. 1

Результаты анализа оценивали по двенадцати частным пока зателям: обеспеченность рекомендуемыми материалами У/, осна щенность необходимым оборудованием У2, изученность способ; восстановления Уз, условия труда при восстановлении У4) коэффициент механизации технологического процесса восстановления ¥з стоимость рекомендуемых основных материалов при восстановлении детали У6, основная заработная плата на восстановление детали У7, нормативная трудоемкость восстановления детали У»

-3

удельные капитальные вложения при внедрении способа Ур, коэффициент экономической целесообразности восстановления детали Ую, коэффициент долговечности Уц и коэффициент вариации

Анализ комплексных обобщенных показателей показал, что организация и технология восстановления антифрикционного покрытия вкладышей подшипников СОД не вызывает затруднений при внедрении первого и второго способов соответственно

равны 0.688 и 0.567). В экономическом плане предпочтение должно быть отдано третьему способу (Djэкoн =0.530). Внедрение первого и второго способов нецелесообразно из-за неудовлетворительного качества восстановления вкладышей подшипников и низкой экономической эффективности процесса восстановления. При организации технологического процесса восстановления вкладышей подшипников третьим способом возникают некоторые трудности, связанные с отсутствием оборудования. Но в тоже время, третий способ обладает достаточно высоким качеством восстановления {Djэкспл =0.607) и обеспечивает наибольший экономический

эффект {DjЭK0H =0.530), что перекрывает затраты на организацию

рассмотренного способа. Поэтому способ восстановления антифрикционного покрытия вкладышей подшипников СОД методом плазменного напыления выбираем в качестве оптимального и рекомендуем для внедрения на СРЗ.

При выборе оборудования для плазменного напыления на основании литературных данных и проведенных исследований проанализированы зависимости механических и триботехнических свойств антифрикционных покрытий, полученные при использовании различных установок и плазмотронов, работающих на плазмообразую-

щем газе аргоне и воздухе и имеющих различную степень турбули-зации плазменной струи.

Для обоснованного выбора оборудования для восстановления антифрикционного слоя вкладышей подшипников СОД нами были проанализированы данные исследований с применением наиболее часто встречающихся установок, оснащенных разными источниками питания и использующих в качестве плазмообразующего газа воздух и аргон, а именно:

а) для напыления плазмообразующим газом воздухом:

- источник постоянного тока, обеспечивающий напряжение холостого хода 320 В (типа АПР 404.УХЛ4);

- плазмотроны типа С2ВЗ, ПВН-1, ПЦВ20.

б) для напыления плазмообразующим газом аргоном:

- источник постоянного тока, обеспечивающий напряжение холостого хода 160 В (типа ИПН 160);

- плазмотроны типа ПН-21Р, ПП-25 (установка УПУ-ЗД).

С целью оптимального выбора плазмотрона нами были проведены исследования влияиия режимов напыления на свойства покрытий порошками на алюминиевой основе. В качестве порошкового материала был использован порошок А020.

Анализ результатов исследований показал, что механические и триботехнические свойства напыленных покрытий зависят от угла наклона плазмотрона (Д,), напряжения на дуге (Г/д) и дистанции напыления (Н).

Уменьшение угла наклона плазмотрона (Д,) от 90 до 30' снижает когезионную прочность покрытия (рис. 2, а). Этс позволяет предположить, что при уменьшении угла наклош увеличивается подсос воздуха в процессе напыления, что приводит к окислению расплавленных частиц, и происходит уменыпенш энергии удара напыляемых частиц о напыляемую поверхность.

Зависимость когезионной прочности покрытия, напыленного

порошком Л020 на различных плазменных установках, от угла наклона плазмотрона (а) и дистанции напыления (б)

у?п, град.

с«,

МПа 90

60

30

V \

^^ 1

> \

N

80 120 160 Я, мм

б

1 - ПП-25 (аргон+азот); 2 - ПН-21Р (аргон); 3 - С2ВЗ (воздух); 4 - ПВН-1 (воздух); 5 - ПЦВ20 (воздух)

Рис. 2

Увеличение дистанции напыления (Я) от 80 до 200 мм уменьшает когезионную прочность (рис. 2, б). Это объясняется большим охлаждением расплавленных частиц, уменьшением кинетической энергии, повышением окисления напыляемого покрытия.

При исследовании зависимости когезионной прочности от дистанции напыления было замечено влияние турбулизации плазменной струи. На плазмотроне ПВН-1 установлен рост когезионной прочности при увеличении расстояния до 130 мм, при дальнейшем увеличении дистанции когезионная прочность резко снижается. При использовании воздушного плазмотрона С2ВЗ, имеющего ламинарное истечение плазменной струи, получено, что с увеличением расстояния от плазмотрона до напыляемой детали увеличивалось значение когезионной прочности. Было установлено влияние напряжения на дуге при постоянной мощности и

постоянном значении тока дуги на когезионную прочность покрытия, угол образования трещин при испытании на загиб согласно ОСТ 24.346.03-78, твердость покрытия.

Результаты исследований влияния типа плазменного оборудования на свойства напыленных покрытий показывают, что для оптимального варианта технологического процесса восстановления вкладышей подшипников целесообразно использовать плазмотрон марки С2ВЗ, работающий на плазмообразующем газе воздухе.

Выбор материала для антифрикционных покрытий проведен после анализа триботехнических характеристик, когезионной и усталостной прочности наиболее распространенных материалов и сплавов. Напыленные покрытия сплавами на основе «алюминий-олово» имеют высокие триботехнические и механические характеристики. Анализ литературных данных позволил установить, чтс адгезионная прочность напыленного покрытия составляет 60...70 °Л от его когезионной прочности, при этом существует функциональная зависимость предела выносливости вкладышей с напыленным антифрикционным слоем сплавами А020 и А06 от их когезионной прочности

огт1 = 1.247 <7К0458. (6)

Наличие данных зависимостей позволяет уменьшить объел/ длительных и дорогостоящих испытаний вкладышей для определения их предела выносливости, и производить выбор параметро! режима на основе данных когезионной и адгезионной прочности напыленных покрытий.

Покрытия из сплавов на основе алюминия А06 и А020 наиболее перспективны. Напыленные покрытия порошковым материалом А06 обладают более высокими физико-механическими свойствами. Несколько ниже усталостная прочность покрытий получен; при применении порошкового материала А020. Но плазменные по крытия, полученные порошковым материалом А020, обладают бо лее высокими триботехническими характеристиками, по сравнении

с покрытиями А06. Кроме того, при восстановлении вкладышей на ремонтный размер возможно напыление антифрикционного слоя толщиной до 0.6...0.8 мм (гальванические слои имеют толщину в пределах 0.02...0.04 мм), что существенно расширяет возможности метода.

На основании проведенных исследований определена оптимальная область параметров режима напыления, обеспечивающая необходимое качество соединения антифрикционного слоя с основным металлом.

В четвертой главе приводятся данные экспериментальных исследований влияния технологических параметров плазменного напыления в исследуемой области на физико-механические и трибо-технические свойства напыленных покрытий и определена область режима напыления, обеспечивающая необходимое качество соединения антифрикционного покрытия с основным металлом.

Исследованиями установлены регрессионные зависимости влияния технологических параметров режима плазменного напыления на поверхностную твердость, адгезионную прочность и коэффициент трения напыленных антифрикционных покрытий при использовании порошковых материалов АОб и А020:

= 18.3 - 0.09 +0.10/+ 0.06 Я (7)

НУ „ =9.6-0.12,0 +3.19/ +0.05Я (8)

СА020) 'П 4 '

а, = 37.7 + 0.23 / +0.06 Я С9)

* (АОб) 4 '

сг =25.7 + 0.17 / + 0.05 Я (10)

а(А020)

/__ =0.032-1.8- Ю-4 р + 2.1-10-4 / + 7.9-10"5 Я (11)

^(АОб) П

/то = 0.021-1.7-10"4 +1.9-10" 4 / + 7.3-10"5 Я (12)

Г (МЯВ) "

Анализ зависимостей (7), (8) показывает, что наибольшее влияние на поверхностную твердость покрытий, напыленных по-

рошковыми материалами А06 и А020, оказывает дистанция напыления. С увеличением дистанции напыления в исследуемом диапазоне от 120 до 300 мм происходит увеличение поверхностной твердости (при использовании материала А06 - от 32 до 57 НУ, а при использовании А020 - от 23 до 47 НУ). Термохимическое диспергирование напыляемой частицы проявляется уже в условиях ее пролета в среде газотермического факела, когда под воздействием изменения текущего термодинамического состояния вещество напыляемой частицы претерпевает агрегатно-фазовые превращения, которые в конечном итоге определяют поверхностную твердость. Таким образом, увеличение дистанции напыления увеличивает время пребывания напыляемой частицы в плазменной струе, что приводит к увеличению окислительного процесса н уменьшению содержания олова в покрытии. Это и объясняет увеличение поверхностной твердости НУ напыленного покрытия с увеличением дистанции напыления Я.

Анализ математических зависимостей (9), (10) показывает что наибольшее влияние на адгезионную прочность покрытий, напыленных порошковыми материалами А06 и А020, оказывает ве личина силы тока. С увеличением силы тока в исследуемом диапа зоне от 140 до 200 А происходит увеличение адгезионной прочно сти (при использовании порошка АОб - от 75 до 100 МПа, а пр! использовании А020 - от 55 до 80 МПа). Прочность сцеплени; (адгезионная прочность) с основой осуществляется за счет меха нического сцепления и диффузионных процессов. В процессе на пыления происходит наложение расплавленной частицы из плаз менного потока на частицу уже затвердевшую, но еще не остыв шую полностью, т.е. имеющую температуру выше, чем у основы Чем выше температура при контакте напыленных частиц, тем бо лее высокую прочность сцепления они имеют. Регулировать тем пературу на поверхности напыляемого изделия в процессе плаз

менного напыления можно изменением электрической энергии, потребляемой дугой. Таким образом, при увеличении силы тока плазменной дуги увеличивается тепловая энергия, передаваемая поверхности напыления, что в свою очередь увеличивает адгезионную прочность напыленного покрытия.

Триботехнические свойства напыленного покрытия оценивали по величине коэффициента трения при граничной смазке, наибольшее влияние на который, по полученным зависимостям (11), (12), оказывает дистанция напыления. С увеличением дистанции напыления в исследуемом диапазоне от 120 до 300 мм происходит увеличение коэффициента трения (при использовании материала А Об - от 0.055 до 0.090, а при использовании А020 - от 0.040 до 0.075). На коэффициент трения напыленных покрытий большое влияние оказывает наличие окислов, образование которых в процессе плазменного напыления при использовании в качестве плаз-мообразующего газа воздуха неизбежно. С увеличением дистанции напыления интенсивность окислительного процесса растет, следовательно, коэффициент трения покрытия при граничной смазке увеличивается.

Металлографические исследования антифрикционных покрытий, напыленных порошками АОб и А020, показали, что данные покрытия имеют мелкодисперсное строение, мягкие и твердые включения распределены равномерно, окислы расположены по границам зерен; пор и микротрещин нет, крупных отдельно расположенных частиц окислов нет.

На основании проведенных исследований построена номограмма (рис. 3) зависимости механических и триботехнических характеристик напыленного антифрикционного покрытия вкладышей подшипников СОД, эксплуатирующихся при различных удельных нагрузках, от технологических параметров режима плазменного напыления.

Номограмма зависимости механических и триботехнических характеристик от технологических параметров режима плазменного напыления

У////////////////////, - ограничение по коэффициенту трения;

7 - вкладыши подшипников СОД, работающие при Рт < 20 МГГа; II - вкладыши подшипников СОД, работающие при 20 <Рт< 30 МПа; III - вкладыши подшипников форсированных СОД, работающие при Рт > 30 МПа;

-- А020; ---А06

Рис. 3

0

1

Из опыта эксплуатации вкладышей подшипников дизелей и основываясь на результатах исследований В.Б. Хмелевской усталостной прочности вкладышей с напыленным антифрикционным слоем материалов А06 и А020, на номограмме приведены области значений адгезионной прочности, соответствующие условиям работы подшипников СОД и обеспечивающие необходимую усталостную прочность. Для восстановления антифрикционного слоя вкладышей подшипников СОД, эксплуатирующихся при максимальной удельной нагрузке Рт < 20 МПа (область I) и Рт < 30 МПа (область II), рекомендуется плазменное напыление материалом А020, обладающего высокими триботехническими характеристиками, а для восстановления антифрикционного слоя вкладышей подшипников СОД, эксплуатирующихся при максимальной удельной нагрузке Рт > 30 МПа (область III), рекомендуется плазменное напыление порошковым материалом А06, обладающего высокими механическими свойствами.

На номограмме, согласно рекомендациям В.Е. Кривощекова, определена зона ограничения технологических параметров по максимальному коэффициенту трения при граничной смазке (fTp < 0.070).

Номограмма позволяет находить области основных факторов технологического процесса напыления антифрикционного покрытия вкладышей подшипников СОД в зависимости от удельной нагрузки на подшипник и с учетом технологических ограничений, которые определяются геометрическими размерами вкладыша, обеспечивающие формирование необходимых механических и триботехнических параметров.

В пятой главе на основании проведенных исследований разработана технология восстановления вкладышей подшипников СОД напылением антифрикционного слоя сплавами на алюминиевой основе.

С помощью стандартной методики выполнен расчет экономической эффективности использования разработанной технологии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Плазменное напыление является эффективным способом восстановления антифрикционного покрытия вкладышей подшипников СОД. В результате расчета с использованием функции Хар-мингтона получено, что при использовании данного способа восстановления вкладышей подшипников достигается высокое качество и наибольший экономический эффект, чем при применении заливки и нанесении гальванопокрытия.

2. При восстановлении антифрикционного покрытия вкладышей подшипников СОД, исходя из условий эксплуатации и технологических особенностей процесса плазменного напыления, наиболее полно подходят сплавы на основе алюминия - порошки А06 и А020. Покрытия, напыленные данными порошковыми материалами, обладают усталостной прочностью выше, чем у баббитов и более высокими триботсхническими характеристиками по сравнению с бронзами. Причем покрытия, напыленные порошковым материалом А06, обладают более высокими физико-механическими свойствами (поверхностная твердость А06 30...50 НУ, А020 25...45 НУ; адгезионная прочность А06 75...100 МПа, А020 55...80 МПа). Плазменные покрытия, полученные порошковым материалом А020, обладают более высокими триботехничес-кими характеристиками по сравнению с покрытиями А06 (Ар (АОб) = 0.055...0.090, Утр (А020) = 0.040...0.075).

3. В качестве оборудования для плазменного напыления целесообразно использовать плазмотрон марки С2ВЗ, работающий ш

лазмообразующем газе воздухе. Покрытия, полученные при ис-ользовании данного плазмотрона, имеют лучшие физико-1еханические и триботехнические характеристики, а использова-ше в качестве плазмообразующего газа воздуха обеспечивает нижение материальных затрат процесса восстановления.

4. Получены математические зависимости поверхностной гвердости, коэффициента трения и адгезионной прочности напы-1енного покрытия от основных факторов плазменного процесса.

5. Наибольшее влияние на поверхностную твердость покры-:ий, напыленных порошковыми материалами АОб и А020, оказы-¡ает дистанция напыления. С увеличением дистанции напыления в 1селедуемом диапазоне от 120 до 300 мм происходит увеличение юверхностной твердости (при использовании порошка АОб - от 52 до 57 НУ, а при использовании А020 - от 23 до 47 НУ).

6. Наибольшее влияние на адгезионную прочность покрытий, опыленных порошковыми материалами АОб и А020, оказывает >еличина силы тока. С увеличением силы тока в исследуемом диа-тзоне от 140 до 200 А происходит увеличение адгезионной проч-юсти (при использовании АОб - от 75 до 100 МПа, а при исполь-ювании А020 - от 55 до 80 МПа).

7. Триботехнические свойства напыленного покрытия при •раничной смазке характеризуются величиной коэффициента тре-£ия, наибольшее влияние на который оказывает дистанция напы-[ения. С увеличением дистанции напыления в исследуемом диапа-оне от 120 до 300 мм происходит увеличение коэффициента тре-шя (при использовании АОб - от 0.055 до 0.090, а при использо-¡ании А020 - от 0.040 до 0.075).

8. На основании проведенных исследований построена номо-рамма зависимости механических и триботехнических характери-тик напыленного антифрикционного покрытия вкладышей под-

шипников СОД, эксплуатирующихся при различных удельных нагрузках, от технологических параметров режима плазменного напыления.

9. Определена область параметров режима напыления при использовании порошков А06 и А020, обеспечивающая необходимое качество соединения антифрикционного покрытия с основным металлом. На основании проведенных экспериментальных исследований для восстановления антифрикционного слоя вкладышей подшипников СОД, эксплуатирующихся при максимальной удельной нагрузке Рт < 30 МПа, рекомендуется плазменное напыление порошковым материалом А020, обладающим более высокими три-ботехническими характеристиками, а для восстановления антифрикционного слоя вкладышей подшипников СОД, эксплуатирующихся при максимальной удельной нагрузке Рт > 30 МПа, рекомендуется плазменное напыление порошковым материалом А06, обладающим более высокими механическими свойствами.

Практическая ценность и эффективность предложенного технологического метода формирования функциональных параметров антифрикционного покрытия при плазменном напылении подтверждается разработанной технологией восстановления вкладышей подшипников судовых СОД.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Хмелевская В.Б., Леонтьев Л.Б., Юзов А.Д. Свойства напыленных антифрикционных алюминиевых сплавов // Морское образование на Дальнем Востоке: современное состояние и перспективы развития: Тез. докл. науч.-техн. конф. - Владивосток, 1996.-С.46-48.

2. Юзов А.Д. Исследования триботехнических характеристик запыленных антифрикционных покрытий для выбора типа плазменного оборудования // Исследования по эффективности и качеству судоремонта и технического обслуживания флота: Сб. науч. тр. ДВГМА. - Владивосток, 1996. - С.96-100.

3. Леонтьев Л.Б., Хмелевская В.Б., Юзов А.Д. Применение напыленных антифрикционных покрытий в подшипниках дизелей // Проблемы транспорта Дальнего Востока: Тез. докл. международ, конф,- Владивосток, 1997. - С.107.

4. Леонтьев Л.Б., Хмелевская В.Б., Юзов А.Д. Влияние химического состава алюминиево-оловянных сплавов на их триботех-нические свойства // Наука морскому флоту на рубеже XXI века: Тез. докл. регион, науч.-техн.конф. - Владивосток, 1998. - С.108.

5. Юзов А.Д. Исследование влияния параметров плазменных установок и режимов процесса на прочностные свойства покрытий // Наука морскому флоту на рубеже XXI века: Тез. докл. регион, науч.-техн. конф. - Владивосток, 1998. - С.114-118.

6. Юзов А.Д. Исследование механических и триботехнических свойств антифрикционных литых и напыленных материалов // Наука морскому флоту на рубеже XXI века: Тез. докл. регион, науч.-техн. конф. - Владивосток, 1998. - С.118-120.

7. Юзов А.Д. Применение триботехнических материалов в транспортной технике // Кораблестроение и океанотехника: проблемы и перспективы. 80РР-98: Тез. докл. международ, науч,-техн. конф. - Владивосток, 1998. - С.130-134.

8. Патент РФ по заявке №2000104792/20 (004850), МПК6 Р 16 С 33/04. Способ получения антифрикционного покрытия на тонкостенных стальных зкладышах опор скольжения / Л.Б. Леонтьев, В.И. Седых, В.Б. Хмелевская, А.Д. Юзов (РФ). - Приоритет 18.02.2000 г. - 9 е.: 4 л. ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Анализ эксплуатации и конструктивно-технологические возможности изготовления и восстановления вкладышей подшипников СОД

1.1. Конструктивные особенности вкладышей подшипников.

1.2. Анализ надежности вкладышей подшипников.

1.3. Анализ условий работы и причин отказов вкладышей подшипников судовых дизелей.

1.4. Обзор методов изготовления и восстановления вкладышей подшипников СОД.

1.5. Выводы и постановка задачи исследования.

Глава 2. Методики проведения исследования.

2.1. Методика решения задач планирования и обработки результатов эксперимента.

2.2. Методика исследования адгезионной и когезионной прочности напыленных покрытий.

2.3. Методика определения триботехнических характеристик напыленных покрытий.

2.4. Методика определения угла трещинообразования

2.5. Методики металлографических и структурных исследований

2.6. Методика определения поверхностной твердости напыленных покрытий.

Глава 3. Основы восстановления вкладышей подшипников СОД.

3.1. Оценка и выбор рационального способа восстановления вкладышей подшипников судовых дизелей.

3.2. Обоснование выбора оборудования для плазменного напыления вкладышей подшипников.

3.3. Обоснование выбора материалов для антифрикционных покрытий вкладышей подшипников.

Выводы.

Глава 4. Исследование свойств напыленных антифрикционных покрытий и выбор оптимальных технологических параметров процесса плазменного напыления.

4.1. Механические свойства напыленных покрытий.

4.2. Триботехнические свойства напыленных покрытий.

4.3. Металлографические особенности зоны соединения напыленного материала с основой.

4.4. Выбор оптимальных технологических параметров плазменного напыления антифрикционных покрытий.

Выводы.

Глава 5. Разработка технологии восстановления вкладышей подшипников СОД методом плазменного напыления.

5.1. Оборудование для плазменного напыления вкладышей подшипников

5.2. Технология восстановления вкладышей подшипников методом плазменного напыления.

5.2.1. Подготовка вкладышей под напыление.

5.2.2. Напыление вкладышей.

5.3. Механическая обработка напыленных вкладышей подшипников.

5.4. Контроль качества восстановленных вкладышей подшипников.

5.5. Экономическая эффективность восстановления вкладышей подшипников СОД методом плазменного напыления.

Надежность механизмов и устройств современных судов во многом зависит от долговечности и безотказности многочисленных узлов трения. Чтобы обеспечить высокий уровень этих показателей, необходимо решить комплекс конструктивных, материаловедческих и технологических задач. От того насколько успешно они решены, зависят затраты материалов и труда при изготовлении, эксплуатации и ремонте механического оборудования судов и в конечном итоге -эффективность эксплуатации флота.

При создании и разработке новых технологических процессов особое значение приобретает выбор таких вариантов технических решений, которые позволяют решать производственные задачи и, в то же время, обеспечивали бы достижение максимальных показателей надежности изготовляемых и восстанавливаемых деталей при минимальной их стоимости.

Судовладельцы теряют ежегодно значительные суммы денег из-за продолжительных простоев судов в ремонте и при выходе из строя деталей судовых дизелей [25, 52, 53, 66, 71-79]. Потребности судовладельцев в запасных частях (34) удовлетворяются путем закупок за рубежом, заказа на отечественных машиностроительных предприятиях, изготовления новых и восстановления изношенных деталей на СРЗ, а также путем восстановления их на предприятиях зарубежных фирм. Можно выделить два основных направления в обеспечении 34: а) закупка (изготовление) новых деталей; б) восстановление изношенных деталей.

Судоремонтное производство обычно носит единичный или мелкосерийный характер и отличается низкой организацией технологической подготовки производства, отсутствием средств на капитальные вложения, в том числе и валютных, слабой обеспеченностью материалами. На фоне таких особенностей трудно организовать производство и выпуск высококачественных 34, в особенности для новых поколений дизелей.

Однако, если разрабатывать и использовать перспективные технологии восстановления деталей, обеспечивающие их надежность на уровне не менее 80 % от надежности новых при стоимости их восстановления не более 40 % от стоимости новых фирменных деталей и с учетом того, что большинство деталей дизелей можно многократно восстанавливать, целесообразно вкладывать средства в создание специализированных участков по восстановлению деталей взамен приобретения 34. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что до 70 % деталей судовых технических средств при ремонте могут быть восстановлены [10, 76, 79, 91, 118].

При ремонте таких ответственных деталей как поршни, втулки цилиндров, поршневые пальцы, коленчатые и распределительные валы, вкладыши подшипников коленчатых валов применяют различные газотермические способы напыления: плазменный, электродуговая металлизация, газопламенное напыление, детонационное и др. Наиболее перспективным способом напыления является плазменный [57, 61, 82, 111, 124, 127, 133].

Для сопряженных поверхностей узлов трения газотермические покрытия можно наносить как на поверхность шейки вала, так и на вкладыш подшипника для восстановления посадки и обеспечения взаимозаменяемости деталей узла трения без перехода на ремонтный размер.

Современное развитие среднеоборотных дизелей (СОД) характеризуется повышением цилиндровой мощности за счет форсирования двигателя, что приводит к возрастанию нагрузок на детали и снижению их срока службы. Одними из ответственных деталей, не-ремонтируемых в настоящее время на СРЗ из-за отсутствия технологии, позволяющей получить долговечность восстановленных деталей на уровне 80 % долговечности фирменных, являются вкладыши подшипников коленчатых валов.

Высокие удельные мощности современных СОД и использование тяжелых сортов топлива вызывают быстрое изнашивание антифрикционных слоев вкладышей подшипников, повышение вероятности их отказов и необходимость частой замены во избежание возможных аварийных ситуаций. Разнообразие конструктивных видов подшипников, находящихся в эксплуатации, значительные издержки вследствие их отказов определяют актуальность анализа конструктивных особенностей, условий эксплуатации, механизма изнашивания и надежности подшипников скольжения, необходимость разработки технологии их восстановления [16, 73, 78, 88, 91].

В конце 60-х начале 70-х годов в изготовлении и в восстановлении подшипников скольжения дизелей в основном был завершен переход от заливки баббита к гальваническому способу нанесения антифрикционных слоев. Слой, полученный гальваническим способом, более долговечен, чем «толстая» заливка белого металла, предрасположенная к выкрашиванию в случаях перегрузки двигателя, ка-витационному изнашиванию и других факторов, приводящих к контакту вала с бронзовым подслоем [5, 10, 74, 120].

В начале 80-х годов было установлено, что традиционные подшипники с тонкостенными полиметаллическими вкладышами работают у пределов, допустимых для узлов трения по минимальной толщине масляного зазора, максимальному давлению и температуре масляной пленки, линейной скорости шейки вала, удельным гидродинамическим нагрузкам. Увеличение напряжений привело к необходимости изменения конструкции подшипников, технологии их изготовления и разработки новых антифрикционных материалов, обладающих более высокой усталостной прочностью по сравнению с баббитами [32, 38].

Качественный анализ технического состояния всех замененных вкладышей рамовых и мотылевых подшипников главных и вспомогательных дизелей показывает, что в 90 % случаев причинами их отказов являются различные виды изнашивания скользящих слоев: окислительное, кавитационное, абразивное, усталостное.

Анализ показателей надежности вкладышей [25, 53, 73, 74] показывает, что их ресурс до замены соответствует нормативам, установленным фирмами-изготовителями. При этом периодичность ТО со вскрытием подшипников при работе на дизельном топливе должна составлять 9 тыс. ч для мотылевых и 18 тыс. ч - для рамовых.

Основными видами отказов вкладышей подшипников среднеоборотных дизелей (СОД) являются [71, 74]:

1) износ антифрикционного слоя (все типы дизелей);

2) задиры (большинство типов дизелей);

3) потеря натяга.

Проведенные исследования технологических возможностей плазменного напыления применительно к восстановлению вкладышей показывают, что применение данного способа для восстановления деталей узлов трения является наиболее перспективным и экологически чистым.

До настоящего времени процесс плазменного напыления для изготовления и восстановления вкладышей не использовался в основном из-за отсутствия порошковых антифрикционных материалов, обеспечивающих предел выносливости напыленного слоя на уровне гальванических покрытий. Исследования, проведенные Хмелевской В.Б. [132-137], позволяют сделать вывод, что применение плазменного способа нанесения антифрикционного слоя ведет к повышению триботехнических свойств антифрикционного слоя. Многие авторы [46, 57, 83, 111, 129, 139] эпизодически использовали способы газотермического напыления для восстановления вкладышей подшипников, однако, по результатам их работ нет четкого представления, материалы на какой основе имеют более высокие триботехнические свойства. Одной из основных причин, препятствующих широкому распространению газотермического напыления при восстановлении вкладышей судовых дизелей, является низкая усталостная прочность напыленных покрытий. На усталостную прочность покрытий на основе «алюминий-олово» оказывают влияние: структура напыленного слоя, напряжения в слое, пористость покрытия, наличие окислов в слое и их фазовый состав [136].

В настоящее время эксплуатируется большое количество плазменных установок, состоящих из источника питания, плазмотрона, питателя и различных коммуникаций. Свойства покрытий, напыленных одним и тем же материалом, зависят от характеристик плазменных струй, которые определяются геометрией плазмотрона (способом подачи плазмообразующего газа, конструкцией анодного узла и т.д.), составом плазмообразующего газа и параметрами режима.

Выполнение настоящей диссертационной работы связано с планом научно-исследовательских работ Дальневосточной государственной морской академии им. адм. Г.И. Невельского.

Целью работы является разработка технологии восстановления вкладышей подшипников среднеоборотных дизелей методом плазменного напыления на основании исследований влияния основных факторов технологического процесса на формирование механических и триботехнических параметров напыленного антифрикционного покрытия.

Степень обоснованности и достоверности научных положений, выводов и рекомендаций вытекает из приведенных в работе теоретических и экспериментальных исследований.

Научная новизна работы. Проведено детальное изучение основных факторов плазменного процесса, оказывающих влияние на формирование параметров напыленного покрытия, и на этой основе:

- определена область параметров режима напыления, обеспечивающая необходимое качество соединения антифрикционного покрытия с основным металлом;

- получены сравнительные данные свойств плазменного напыления покрытия при использовании различного оборудования и плазмообразующих газов - воздуха, аргона, смеси аргона и азота;

- получены математические модели зависимостей поверхностной твердости, коэффициента трения и адгезионной прочности напыленного покрытия от основных факторов плазменного процесса;

- построена номограмма зависимости механических и трибо-технических характеристик от технологических параметров режима плазменного напыления;

- разработан способ получения антифрикционного покрытия вкладышей опор скольжения методом плазменного напыления.

Практическая ценность и реализация работы. Разработана технология восстанвления вкладышей подшипников СОД плазменным напылением антифрикционного слоя. Исследован процесс формирования функциональных параметров антифрикционного покрытия при плазменном напылении, что делает возможным широкое внедрение технологии плазменного напыления при изготовлении и восстановлении вкладышей опор скольжения судовых дизелей и других судовых технических средств. На основании полученных результатов предложено новое техническое решение (Патент РФ по заявке №2000104792/20 -004850, МПК6 Б 16 С 33/04. Способ получения антифрикционного покрытия вкладышей опор скольжения методом плазменного напыления / Л.Б. Леонтьев, В.И. Седых, В.Б. Хмелевская, А.Д.Юзов (РФ).-Приоритет 18.02.2000г.)., разработана и согласована с морским Регистром судоходства технология восстановления вкладышей подшипников судовых СОД. Партия вкладышей подшипников проходит опытную эксплуатацию в ОАО «Дальневосточное морское пароходство».

- 10

Стоимость восстановления антифрикционного покрытия вкладышей в зависимости от толщины напыленного слоя составляет 40 - 60 % от стоимости новых вкладышей.

Конкретизация общих принципов технологического формирования заданных значений параметров антифрикционного покрытия при плазменном напылении вкладышей подшипников среднеоборотных дизелей подтверждает возможность и эффективность их практической реализации.

Основные результаты диссертации опубликованы в 7 статьях общим объемом 2.5 печатных листа [85, 86, 136, 140, 141, 142, 143] и одном описании изобретения [97].

Диссертационная работа изложена на 170 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературных источников и трех приложений. Работа содержит 23 таблицы и 41 рисунок. В библиографическом списке литературных источников содержится 148 наименований.

Выводы

На основании проведенных экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы:

- адгезионная прочность и поверхностная твердость антифрикционного слоя вкладышей подшипников являются основными факторами, определяющими работоспособность и долговечность работы подшипников скольжения;

- наибольшее влияние на поверхностную твердость покрытий, напыленных порошковыми материалами АОб и А020, оказывает дистанция напыления. С увеличением дистанции напыления в исследуемом диапазоне от 120 до 300 мм происходит увеличение поверхностной твердости (при использовании АОб - от 32 до 57 НУ, а при использовании А020 - от 23 до 47 НУ);

- наибольшее влияние на адгезионную прочность покрытий, напыленных порошковыми материалами АОб и А020, оказывает величина силы тока. С увеличением силы тока в исследуемом диапазоне от 140 до 200 А происходит увеличение адгезионной прочности (при использовании АОб - от 75 до 100 МПа, а при использовании А020 - от 55 до 80 НУ);

- триботехнические свойства напыленного покрытия оценивали по величине коэффициента трения при граничной смазке, наибольшее влияние на который оказывает дистанция напыления. С увеличением дистанции напыления в исследуемом диапазоне от 120 до 300 мм происходит увеличение коэффициента трения (при использовании АОб - от 0.055 до 0.090, а при использовании А020 - от 0.040 до 0.075);

- металлографические исследования антифрикционных покрытий, напыленных порошками АОб и А020, показали, что данные покрытия имеют мелкодисперсное строение, мягкие и твердые включения распределены равномерно, окислы расположены по границам зерен, пор и микротрещин нет, крупных отдельно расположенных частиц окислов нет;

- на основании проведенных исследований построена номограмма зависимости механических и триботехнических характеристик напыленного антифрикционного покрытия вкладышей подшипников СОД, эксплуатирующихся при различных удельных нагрузках, от технологических параметров режима плазменного напыления;

- определена область параметров режима напыления при использовании порошков АОб и А020, обеспечивающая необходимое качество соединения антифрикционного покрытия с основным металлом.

На основании проведенных экспериментальных исследований для восстановления антифрикционного слоя вкладышей подшипников СОД, эксплуатирующихся при максимальной удельной нагрузке Рт < 30 МПа, рекомендуется плазменное напыление порошковым материалом А020, обладающего высокими триботехническими характеристиками, а для восстановления антифрикционного слоя вкладышей подшипников СОД, эксплуатирующихся при максимальной удельной нагрузке Рт > 30 МПа, рекомендуется плазменное напыление порошковым материалом АОб, обладающего высокими механическими свойствами.

Глава 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ СОД МЕТОДОМ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ

5Л. Оборудование для плазменного напыления вкладышей подшипников

Напыление вкладышей осуществляется на специализированном участке, оснащенном оборудованием для использования в качестве плазмообразующего газа воздух:

- источник постоянного тока, обеспечивающий напряжение холостого хода 320 В (типа АПР 404.УХЛ4);

- плазмотрон типа С2ВЗ;

- дросселем для сглаживания пульсации дуги;

- прибором для очистки воздуха (типа УОВЮМ).

Пульт управления необходим для регулирования силы тока и напряжения на дуге. Контроль расхода плазмообразующего газа обеспечивается ротаметром типа Р-50 и транспортирующего газа -ротаметром типа Р-25.

Плавная регулировка подачи порошка в интервале 20 - 40 г/мин выполняется вибрационно-инжекционным или вибрационно-шнековым дозаторами.

В качестве вращателя используется токарный станок с высотой центров не менее 200 мм, обеспечивающий частоту вращения от 0.4 до 5 с"1 (от 25 до 300 мин"1) (типа 1К62).

Установка для пескоструйной обработки оснащается пистолетом, работающим при давлении 0.5 МПа, с диаметром сопла 5-7 мм, или используется установка типа «Каскад».

Для раздела порошка по фракциям используется вибросито (типа ВИЛ-23).

Сушильный шкаф обеспечивает нагрев в интервале 50 - 200 °С.

Компрессор используется для получения сжатого воздуха.

Контактная термопара, обеспечивающая измерение температуры в интервале от 50 до 200 °С.

Ультразвуковой дефектоскоп (типа ЛИВТ-5) необходим для определения отслаивания покрытия.

Измерение толщины покрытия выполняется прибором AUTOMATION KOLN.

Для струйной обработки применяется электрокорунд по ОСТ 2МТ 793-80 и OCT 2МТ 715-78 зернистостью 0.8 - 1.5 мм, металлическая дробь ДЧК, ДСК номер 01, 02, 03, 05 по ГОСТ 11964-66.

5.2. Технология восстановления вкладышей подшипников методом плазменного напыления

5.2.1. Подготовка вкладышей под напыление

1. Мойка и обезжиривание производится в соответствии с ТУ на ремонт дизеля. Установить возможность восстановления вкладыша по проверке натяга, отсутствию трещин и геометрии наружной поверхности. Проверить размеры наружных поверхностей вкладыша согласно чертежу.

2. Механическая обработка внутренней поверхности вкладыша производится до «чистого» металла. В случае отслаивания слоя бронзы (обнаружение производится методом простукивания или ультразвуковым дефектоскопом ЛИВТ-5) протачивание производится до стальной основы. Разностенность вкладыша после механической обработки не должна превышать 0.04 мм. Оборудованием для предварительной механической обработки может служить токарный, вертикально-фрезерный или расточной станки. Верхние и нижние вкладыши растачиваются в приспособлении для механической обработки (рис. 36) отдельно.

Приспособление для механической обработки вкладышей подшипников

А-А

3. Струйная обработка внутренней поверхности пары вкладышей осуществляется для увеличения прочности сцепления плазменного покрытия с основой и производится электрокорундом, металлической дробью или кварцевым песком в приспособлении для напыления (рис. 37), закрывающем наружные поверхности.

Режим обработки: расстояние от среза сопла до поверхности вкладыша 100 - 150 мм, угол наклона сопла к обрабатываемой поверхности детали 60 - 90°, время обработки 30 - 40 сек.

После струйно-абразивной обработки вкладыш обдувают сухим сжатым воздухом для удаления частиц абразива с поверхности. Запрещается прикасаться к обработанной поверхности руками или иными предметами.

Перерыв между струйно-абразивной обработкой и нанесением покрытий не должен превышать более 3 часов.

5.2.2. Напыление вкладышей

1. Установить обработанные вкладыши в приспособление для напыления (см. рис. 37). В разъемах вкладышей укрепить прокладки, толщиной 0.5 - 1 мм. Прокладки не должны создавать тенеобразова-ния.

2. Закрепить приспособление с вкладышами во вращатель или патрон токарного станка (рис. 38). Установить частоту вращения согласно таблице режимов (табл. 21) и включить его.

3. Открыть вентиль и отрегулировать давление по манометру и расход плазмообразующего газа по ротаметру в режиме «настройка» в соответствии с требуемыми параметрами (см. табл. 21).

4. Включить дозатор и отрегулировать расход порошка 40 г/мин, выключить дозатор.

5. Зажечь дугу и установить требуемый ток (см. табл. 21).

Приспобление для напыления вкладышей подшипников

6. Включить дозатор и отрегулировать подачу порошка по центру плазменной струи.

7. Подвести плазмотрон к кромке поверхности вкладыша, выдерживая расстояние от сопла до напыляемой поверхности (см. табл. 21). Угол наклона плазмотрона к напыляемой поверхности вкладыша должен находиться в пределах 60 - 90°. Включить устройство перемещения плазмотрона. Осевая скорость перемещения плазмотрона рассчитывается по формуле

Г = \?яШп)/В,

33) где К - радиус вкладыша, мм; В - ширина вкладыша, мм; ¿/п - диаметр пятна напыления, мм; п - частота вращения шпинделя, с"1.

Схема установки для напыления вкладышей подшипников

8. Напыление материалов производится в следующей последовательности:

- ПТЮ5Н напыляется в том случае, если при механической обработке были полностью сняты антифрикционный слой и бронзовый подслой, т.е. он напыляется непосредственно на сталь. Толщина слоя 0.03 - 0.05 мм (напыляется за 1 проход).

- А020 напыляется с припуском на механическую обработку 0.2 - 0.3 мм (напыляется 10 - 15 слоев, за 1 проход напыляется 0.05

0.10 мм).

При напылении различными порошками временных перерывов не делать.

9. Включить подачу воздуха для охлаждения системы «приспособление-вкладыш», температура которой в процессе напыления должна находиться в пределах 60 - 160 °С.

10. Скорость охлаждения вкладыша после напыления не должна превышать 50 °С/час.

11. После напыления произвести разъем вкладышей.

12. Провести контроль качества покрытия визуально с помощью лупы; наличие трещин, капель металла, различия в цвете, указывающего на частичный местный перегрев, не допускается.

Произвести измерение толщины покрытия с помощью прибора AUTOMATION KOLN или микрометра. На основании измерений после напыления и чертежа вкладыша откорректировать режим механической обработки.

5.3. Механическая обработка напыленных вкладышей подшипников ных или горизонтально-фрезерных станках с допустимой точностью 0.015 мм.

Каждый вкладыш обрабатывается индивидуально в приспособлении под нагрузкой 30 кН, осуществляемой механическим или пневматическим приводом для обеспечения натяга. Разнотолщин-ность вкладыша не должна превышать 0.02 - 0.03 мм.

2. Установить вкладыш в фалыыпостель (рис. 39) и проверить величину натяга 8 в соответствии с требованиями чертежа.

3. Проточить масляную канавку, выдерживая размеры по рабочему чертежу (верхний вкладыш), острые кромки притупить.

Проверка натяга вкладыша в фалынпостеле

1 - вкладыш подшипника; 2 - упорная планка; 3 - фалынпостель

Рис. 39

4. Расточить холодильники (по два на каждый вкладыш), обеспечив размеры по рабочему чертежу.

5. Растачивание осуществляется резцом с твердосплавной пластинкой из гексанита-Р или эльбора на режиме: частота вращения

5-6 с"1 (300 - 360 мин"1); подача - 1.25±0.05 мм/об, выдерживая толщину г.

Снять фаски согласно эскизу (рис. 40).

Эскиз установки вкладыша в постель и снятия фасок

Рис. 40

6. При обработке не применять керосин и щелочные эмульсии.

5.4. Контроль качества восстановленных вкладышей подшипников

Контроль является неотъемлемой частью технологического процесса восстановления вкладышей подшипников судовых дизелей.

Комплекс операций контроля имеет целью определить основные элементы качества вкладышей - отсутствие поверхностных дефектов, адгезионную прочность антифрикционного слоя, когезион-ную и усталостную прочность, посредством методики ОСТ 24.034.02-84, пористость, коррозионную и кавитационную стойкость по образцам свидетелям.

1. Контроль качества напыленных покрытий производится визуально с помощью лупы. Наличие трещин, капель металла, различия в цвете не допускается.

2. Определение когезионной и адгезионной прочности по технологической пробе выполняется согласно ОСТ 24.007.40-84 (изгиб образца вкладыша на 60°). Допускается образование трещин в антифрикционном слое без его отслаивания. Контроль по технологической пробе осуществляется на одном вкладыше из 100.

3. Контроль каждого вкладыша на отслаивание антифрикционного слоя от основы осуществляется с использованием ультразвуковых дефектоскопов ЛИВТ-5 или УЗДР-90, разработанных в СПГУВК.

4. Точность величины натяга имеет большое значение для работы вкладыша подшипника. Методика проверки натяга предусмотрена ГОСТом 9340-80. Схема проверки натяга показана на рис. 39.

Вкладыш подшипника устанавливают в фальшпостель, упирая одним стыком в упорную планку. К другому стыку прикладывают нагрузку Р, достаточную для плотного обжатия вкладыша в постели. Давление осуществляется сухарем, на который через рычаг передается усилие от пневмопривода. Пневмопривод и корпус постели закрепляется в жесткой плите. Для контроля давления воздуха в подводящую сеть вмонтирован манометр с регулятором давления. Величина нагрузки задана в чертежах различных марок вкладышей (Р » 50 - 80 МПа). Для облегчения демонтажа вкладыша после проверки предусмотрено выталкивающее устройство. Измерение натяга д производится индикатором, на который через рычажную систему передается перемещение измерительного стержня.

5. Контроль радиальной толщины вкладыша производится микрометром в шести точках, разностенность свыше 0.03 мм не допускается.

6. Твердость антифрикционного слоя не должна превышать 4 НКА при нагрузке 1600 Н или 40 НВ при нагрузке 7500 Н. В случае превышения твердости вкладыш подвергнуть отжигу при температуре 200 - 220 °С в течение 30 мин (нагрев свыше 220 °С не допускается) и охлаждению вместе с печью.

7. Контроль прилегания вкладыша к постели осуществляется в фалыппостели (см. рис. 39) при нагрузке 30 кН. Данные для контроля приведены на рабочем чертеже.

5.5. Расчет экономической эффективности восстановления вкладышей подшипников СОД методом плазменного напыления

Экономическая целесообразность восстановления вкладышей подшипников судовых ДВС методом плазменного напыления определялась применительно к судам морского транспортного и рыбопромыслового флотов. Расчет произведен, исходя из фонда изношенных вкладышей, пригодных для ремонта, и требуемого объема деталей для экономически выгодного функционирования производства по их восстановлению.

На транспортных и рыболовецких судах Дальневосточного бассейна по состоянию на январь 1998 г. в эксплуатации находится 783 главных и вспомогательных среднеоборотных дизелей отечественного и иностранного производства с тонкостенными вкладышами подшипников скольжения. Общее число рабочих цилиндров этих дизелей составляет 5326, что соответствует такому же количеству моты-левых подшипников. Общее количество рамовых подшипников на каждом дизеле соответствует, как правило, числу цилиндров плюс один, следовательно их количество у 783 дизелей составит 6229 шт. Таким образом, СОД на судах ДВ бассейна укомплектованы 11675 ед. подшипников или 23350 вкладышей, что и принимается для расчетов (табл. 22). При этом имеющиеся запасы новых и изношенных вкладышей у судовладельцев не учитываются.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Плазменное напыление является эффективным способом восстановления антифрикционного покрытия вкладышей подшипников среднеоборотных дизелей. В результате расчета с использованием функции Хармингтона получено, что при использовании данного способа восстановления вкладышей подшипников достигается высокое качество и наибольший экономический эффект, чем при применении заливки и нанесении гальванопокрытия.

2. При восстановлении антифрикционного покрытия вкладышей подшипников СОД, исходя из условий эксплуатации и технологических особенностей процесса плазменного напыления, наиболее полно подходят сплавы на основе алюминия - порошки АОб и А020. Покрытия, напыленные данными порошковыми материалами, обладают усталостной прочностью выше, чем у баббитов и более высокими триботехническими характеристиками по сравнению с бронзами. Причем покрытия, напыленные порошковым материалом АОб, обладают более высокими физико-механическими свойствами (поверхностная твердость АОб 30 - 50 НУ, А020 25 - 45 НУ; адгезионная прочность АОб 75 - 100 МПа, А020 55 - 80 МПа). Плазменные покрытия, полученные порошковым материалом А020, обладают более высокими триботехническими характеристиками, по сравнению с покрытиями АОб (коэффициент трения АОб /тр(АОб) = 0.055 - 0.090, А020 /хр(А020) = 0.0 4 0 - 0.0 7 5).

3. В качестве оборудования для плазменного напыления целесообразно использовать плазмотрон марки С2ВЗ, работающий на плазмообразующем газе воздухе. Покрытия, полученные при использовании данного плазмотрона, имеют лучшие физико-механические и триботехнические характеристики, а использование в качестве плазмообразующего газа воздуха обеспечивает снижение материальных затрат процесса восстановления.

4. Получены математические зависимости поверхностной твердости, коэффициента трения и адгезионной прочности напыленного покрытия от основных факторов плазменного процесса.

5. Наибольшее влияние на поверхностную твердость покрытий, напыленных порошковыми материалами А06 и А020, оказывает дистанция напыления. С увеличением дистанции напыления в исследуемом диапазоне от 120 до 300 мм происходит увеличение поверхностной твердости (при использовании А06 - от 32 до 57 НУ, а при использовании А020 - от 23 до 47 НУ).

6. Наибольшее влияние на адгезионную прочность покрытий, напыленных порошковыми материалами А06 и А020, оказывает величина силы тока. С увеличением силы тока в исследуемом диапазоне от 140 до 200 А происходит увеличение адгезионной прочности (при использовании АОб - от 75 до 100 МПа, а при использовании А020 - от 55 до 80 НУ).

7. Триботехнические свойства напыленного покрытия при граничной смазке характеризуются величиной коэффициента трения, наибольшее влияние на который оказывает дистанция напыления. С увеличением дистанции напыления в исследуемом диапазоне от 120 до 300 мм происходит увеличение коэффициента трения (при использовании АОб - от 0.055 до 0.090, а при использовании А020 -от 0.040 до 0.075).

8. На основании проведенных исследований построена номограмма зависимости механических и триботехнических характеристик напыленного антифрикционного покрытия вкладышей подшипников СОД, эксплуатирующихся при различных удельных нагрузках, от технологических параметров режима плазменного напыления.

9. Определена область параметров режима напыления при использовании порошков А06 и А020, обеспечивающая необходимое качество соединения антифрикционного покрытия с основным металлом. На основании проведенных экспериментальных исследований для восстановления антифрикционного слоя вкладышей подшипников СОД, эксплуатирующихся при максимальной удельной нагрузке Рт < 30 МПа, рекомендуется плазменное напыление порошковым материалом А020, обладающего высокими триботехническими характеристиками, а для восстановления антифрикционного слоя вкладышей подшипников СОД, эксплуатирующихся при максимальной удельной нагрузке Рт > 30 МПа, рекомендуется плазменное напыление порошковым материалом А06, обладающего высокими механическими свойствами.

На основании полученных результатов предложено новое техническое решение (Патент РФ по заявке №2000104792/20 -004850, МПК6 Б 16 С 33/04. Способ получения антифрикционного покрытия вкладышей опор скольжения методом плазменного напыления / Л.Б. Леонтьев, В.И. Седых, В.Б. Хмелевская, А.Д. Юзов (РФ). - Приоритет 18.02.2000 г.).

Практическая ценность и эффективность предложенного технологического метода формирования функциональных параметров антифрикционного покрытия при плазменном напылении подтверждается разработанной технологией восстановления вкладышей подшипников судовых СОД.

1. Абрамович Т.П. Теория турбулизации струй. М.: Транспорт, 1984,- 131 с.

2. Авдуевский B.C., Броновец М.А., Буше H.A. Трибология и триботехника // Проблемы машиностроения и надежности машин. -1996. №4.-С.3-13.

3. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976.— 278 с.

4. Анисимов М.И. Воздушно-плазменное напыление керамических порошковых материалов // Сб. науч. тр. ГТНП. Л., 1991. -С.75-82.

5. Артемьев Б.И. Разрушение металлов при трении скольжения в связи с типом кристаллической решетки // Проблемы трения и изнашивания. Киев: Техника, 1973. - №4. - С.64.

6. A.c. 1733943 СССР, МКИ^О-ОО! 13/04. Устройство для контроля разъемных вкладышей подшипников скольжения / Г.В. Кузь-менко (СССР). № 4460990/27; Заявлено 27.06.88; Опубл. 15.05.92, Бюл. № 18. - 12 е.: 3 л. ил.

7. A.c. 1771883 СССР, МКИ5 В 22 F 7/04. Способ изготовления вкладышей подшипников скольжения / В.Б. Хмелевская, Ю.Л. Сапожников, М.Д. Егоров, Л.И. Погодаев, Н.И. Захаров (СССР). № 4898573/02; Заявлено 02.01.91; Опубл. 30.10.92, Бюл. № 40. - 8 е.: 2 л. ил.

8. A.c. 1782995 СССР, МКИ5 С 23 С 4/06. Антифрикционный порошковый материал для газотермического нанесения покрытий / В.Б. Хмелевская, Ю.Л. Сапожников, М.Д. Егоров, Н.И. Захаров и др. (СССР). № 4833511/26; Заявлено 01.06.90; Опубл. 23.12.92, Бюл. №47. 5 с.

9. Баев A.C. Повышение сопротивления усталости у восстановленных деталей судовых дизелей // Судоремонт рыб. пром-сти. -1986. №62. - С.26-27.

10. Баев A.C., Хмелевская В.Б. Восстановление деталей дизелей плазменным напылением // Судоремонт рыб. пром-сти. 1988. -№66. - С.27-29.

11. Бай Ши. Теория струй. М.: Физматгиз, 1960. 326 с.

12. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии / Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1989. -350 с.

13. Барвинок В.А. Управление напряженным состоянием и свойствами покрытий. М.: Машиностроение, 1990. - 369 с.

14. Бернулли Д. Собрание сочинений. Т. II. О газовых струях:- М.: Аэродинамика; Гос. изд-во техн. лит., 1948. 517 с.

15. Борисенко П.П., Райкова Л.С., Антоненко Г.Б., Еременко С.М. Восстановление вкладышей подшипников дизелей 12ЧН 40/46 (12РС2У400) судов TP типа «Амурский залив» // Двигателестроение.- 1986. №1. - С.30-31.

16. Борисов Ю.С. Плазменные порошковые покрытия. Киев: Техника, 1986. - 222 с.

17. Борисов Ю.С. Исследование сверхзвуковых струй в технологии газотермического напыления // Сборник материалов ИЭС им. Патона. Киев, 1987. - С.34-41.

18. Борисов Ю.С. Проблемы целевой разработки газотермических покрытий // XXII всесоюз. науч. конф.: Тез. докл. Киев: Наук, думка, 1987. - С.4.

19. Боуден Ф.П. Трение и смазка твердых тел. М.: Машиностроение, 1968. - 543 с.

20. Буше H.A., Гуляев A.C., Двоскина В.А. Подшипники из алюминиевых сплавов. М.: Транспорт, 1974. 256 с.

21. Буше H.A. Исследование антифрикционных сплавов подшипников подвижного состава // Сб. науч. тр. ЦНИИМФ. 1956. -Вып.112. - С.175.

22. Буше H.A., Копытько В.В. Совместимость трущихся поверхностей. М.: Наука, 1981. - 126 с.

23. Буше H.A. Трение, износ и усталость в машинах. М.: Транспорт, 1987. - 223 с.

24. Васильев Б.В., Ханин С.М. Надежность судовых дизелей. -М.: Транспорт, 1989. 184 с.

25. Веерлинг С. Исследование свойств покрытий, напыленных плазмой // Получение покрытий высокотемпературным распылением. М.: Атомиздат, 1973. - С.255-268.

26. Вкладыши подшипников скольжения для судовых дизелей: Техн. рекомендации и данные для заказа у специализированных фирм. 450-114.069-04-1. Л.: БЦПКБ, 1985. - 740 с.

27. Власов В.М. Работоспособность упрочненных трущихся поверхностей. М.: Машиностроение, 1987,- 304 с.

28. Возницкий И.В., Михеев Е.Г. Судовые дизели и их эксплуатация. Учеб. для мореход, училищ. М.: Транспорт, 1990. - 360 с.

29. Вол А.Е. Строение и свойства двойных металлических систем. Т1. Физико-химические свойства элементов. Системы азота, актиния, алюминия, америция, бария, бериллия, бора. М.: Изд-во физ.-мат. лит., 1959. - С. 418-425.

30. Воскресенский В.А., Дьяков В.И. Расчет и проектирование опор скольжения (жидкостная смазка). М.: Изд-во физ.-мат.лит., 1959. - С.418-425.

31. Гаевик Д.Т. Подшипниковые опоры современных машин. -М.: Машиностроение, 1985. 285 с.

32. Газотермические покрытия // Морской транспорт: Экспресс-информация. 1993. - С. 1-6,- (Сер. Судоремонт; Вып. 4-5).

33. Галахов М.А. Расчет подшипниковых опор. М.: Машиностроение, 1988. - 272 с.

34. Гаркунов Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1985. -424 с.

35. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. 5-е изд. - М.: Высш. шк., 1977. - 479 с.

36. Головинский В.В. Статистические методы регулирования и контроля качества. М.: Машиностроение, 1974. - 264 с.

37. Горбушек А. Вкладыши тонкостенных подшипников фирмы «Miba» // Проспект фирмы «Miba», 1989. 14 с.

38. Готлиб Л.И. Плазменное напыление покрытий. Защитные высокотемпературные покрытия. Л.: Наука, 1972. - 45 с.

39. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения = Surface roughness. Parameter and characteristics. Переизд. сент. 1990 г. с изм. 1. - 10 с.

40. ГОСТ Р 50431-92 (МЭК 584-1-77). Термопары. Часть 1. Номинальные статические характеристики преобразования. Взамен ГОСТ 21044-84; Веден с 01.01.94. - 15 с.

41. Гринберг А.И. Износостойкие антифрикционные материалы. М., Машиностроение, 1982. - С.49.

42. Гуляев А.П. Материаловедение. М.: Металлургия, 1977. 648 с.

43. Двигатели внутреннего сгорания: Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей: Учеб. для втузов / Под ред. А.С. Орлина, М.Г. Круглова. М.: Машиностроение, 1984. - 384 с.

44. Дегтярь JI.И. Влияние размеров детали на основные характеристики плазменного напыления // Теория и практика плазменного напыления покрытий: В 2 т. T. II. Рига: Знание, 1980. - С.23-36.

45. Дегтярь Л.И. Напряженное состояние покрытий // Газотермические покрытия: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. Севастополь, 1988. - С.39-40.

46. Джонс В.Д. Основы порошковой металлургии. Свойства и применение порошковых материалов. М.: Мин, 1965. - 390 с.

47. Дизели Зульцер типа Z40/48: Технические условия на ремонт. УРЗ1-452-863-90. М. - 1990. - 543 с.

48. Длин A.M. Математическая статистика. М.: Высш. шк., 1975. - 397 с.

49. Дорожкин H.H. Исследование электроконтактного припека-ния для повышения физико-технических свойств напыленных покрытий // Трение и износ. 1984. - №1. - С.153-157.

50. Дресвин C.B. Тепловые и газотермические параметры плазменной струи // Вопросы физики низкотемпературной плазмы. -Минск, 1970. С.389.

51. Дроздов Ю.Н. Преодоление трибологического барьера -проблема повышения ресурса технических систем // Вестн. машиностроения. 1996. - №11. - С.3-7.

52. Ефремов Л.В. Практика инженерного анализа надежности судовой техники. Л.: Судостроение, 1980. - 174 с.

53. Захаров С.М., Никитин А.П., Загорянский Ю.А. Подшипники коленчатых валов тепловозных дизелей. М.: Транспорт, 1981. -181 с.

54. Ионов С.Г. Управление параметрами плазменных установок. Хабаровск, 1978. - 185 с.

55. Кабанов В.В. Управление остаточным напряжением в газотермических покрытиях // Наука морскому флоту на рубеже XXI века: Тез. докл. регион, науч.-техн.конф. Владивосток, 1998. - С.35-39.

56. Каратышкин С.Г. Динамически нагруженные подшипники судовых двигателей внутреннего сгорания. Л.: Судостроение, 1968.- 136 с.

57. Карп И.Н. Некоторые особенности напыления покрытий плазмой продуктов сгорания. Рига: Зинатне, 1980. - 29 с.

58. Клубникин B.C., Карасев М.В., Петров Г.К. Плазменное напыление покрытий в активных газах. Л., 1990. - 28 с.

59. Клубникин B.C., Карасев М.В., Петров Г.К. Промышленное применение процессов воздушно-плазменного напыления. Л., 1987.- 24 с.

60. Клубникин B.C. Плазменные устройства для нанесения покрытий // Изв. СО АН СССР. Сер. Техн. науки. 1983. - Вып. 3(13).- С.82-92.

61. Клубникин B.C. и др. Электроплазменные процессы и установки в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1979. - 49 с.

62. Колесникова B.C. Покрытия, применяемые для повышения антифрикционных свойств и износостойкости деталей двигателя внутреннего сгорания // Двигатели внутреннего сгорания. 1967. -№1. - С.57-68.

63. Комбалов B.C. Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ. М.: Наука, 1974. - 127 с.

64. Кондратьев H.H. Отказы и дефекты судовых дизелей. М.: Транспорт, 1985. - 152 с.

65. Коровчинский М.В. Теоретические основы работы подшипников скольжения. М.: Машгиз, 1959. - 403 с.

66. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.

67. Крагельский И.В., Михин Н.М. Узлы трения машин (Основы проектирования машин). М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.

68. Кречмер Э. Износостойкие газопламенные покрытия из самофлюсующихся сплавов. М.: Атомиздат, 1973. - С.263-278.

69. Кривощеков В.Е., Фадеев В.И. Особенности эксплуатации тонкостенных полиметаллических подшипников скольжения среднеоборотных дизелей // Морской транспорт: Экспресс-информация. -1990. С. 1-18. - (Сер. Техн. эксплуатация флота; Вып. 19(735)).

70. Кривощеков В.Е., Фадеев В.И. Опыт эксплуатации подшипников скольжения коленвалов дизелей «Зульцер» типа 16ZV40/48 и 6AL25/30 // Морской транспорт: Экспресс-информация. 1991. -С.1-12. - (Сер. Техн. эксплуатация флота; Вып. 16(756)).

71. Кривощеков В.Е. Оценка надежности и восстанавливаемости тонкостенных подшипников скольжения судовых дизелей // Судостроение. 1992. - №10. - С.15-17.

72. Кривощеков В.Е., Фадеев В.И. Рекомендации по эксплуатации тонкостенных вкладышей подшипников скольжения судовых дизелей // Морской транспорт: Экспресс-информация. 1992. - С. 1127. - (Сер. Техн. эксплуатация флота; Вып. 19(783)).

73. Кривощеков В.Е. Восстановление изношенных деталей судовых дизелей: пути решения проблемы // Судостроение. 1993. -№10.- С.34-37.

74. Кривощеков В.Е. Предварительный расчет предприятия по восстановлению изношенных деталей судовых дизелей // Морскойтранспорт: Экспресс-информация. 1994. - С. 1-10. - (Сер. Судоремонт; Вып. 11 (678)-12 (679)).

75. Кривощеков В.Е. Восстановление подшипников скольжения судовых среднеоборотных дизелей // Морской транспорт: Экспресс-информация. 1994. - С. 1-12. - (Сер. Техн. эксплуатация флота; Вып. 16(828)).

76. Кривощеков В.Е., Фадеев В.И. Восстановление изношенных деталей судовых дизелей: Зарубеж. опыт фирмы DMI: Обзор. М.: В/О «Мортехинформреклама», 1994. - 45 с.

77. Кудинов В.В. Прочностные характеристики плазменных покрытий // Порошковая металлургия. 1975. - №8. - С.33-34.

78. Кудинов В.В., Пекшев В.Е., Белащенко В.Е. Нанесение покрытий плазмой. М.: Наука, 1990. - 408 с.

79. Кудинов В.В. Плазменные покрытия. М.: Наука, 1977. -184 с.

80. Кулик А.Я. Газотермическое напыление композиционных порошков. Л.: Машиностроение, 1985. - 197 с.

81. Кутьков A.A. Износостойкие и антифрикционные покрытия.- М.: Машиностроение, 1976. 152 с.

82. Леонтьев Л.Б., Хмелевская В.Б., Юзов А.Д. Применение напыленных антифрикционных покрытий в подшипниках дизелей // Проблемы транспорта Дальнего Востока: Тез. докл. междунар. конф.- Владивосток, 1997. С.107.

83. Леонтьев Л.Б., Хмелевская В.Б., Юзов А.Д. Влияние химического состава алюминиево-оловянных сплавов на их триботехни-ческие свойства // Наука морскому флоту на рубеже XXI века: Тез. докл.регион.науч.-техн.конф. Владивосток, 1998. - С.108.

84. Малышев М.В., Барсукова Г.А., Борин Ф.А. Металлография цветных металлов и сплавов. М.: Изд-во черной и цв. металлургии, 1960. - 280 с.

85. Маницин В.В., Чайка В.Д. Устранение дефектов судовых дизелей при техническом обслуживании: Ч. 2. Подшипники криво-шипно-шатунного механизма: Учеб. пособие. Владивосток: ТОО «Мысль», 1994. - 70 с.

86. Методика определения экономической эффективности использования на морском транспорте новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: ЦРИА «Морфлот», 1979. -70 с.

87. Михайлов В.И., Федосов K.M. Планирование экспериментов в судостроении. JL: Судостроение, 1978. - 160 с.

88. Молодцов Н.С. Восстановление изношенных деталей судовых ДВС и устройств на предприятиях Минморфлота // Морской транспорт: Обзорная информ. 1984. - С.1-53. - (Сер. Судоремонт; Вып. 1(11)).

89. Никитин М.Д., Кулик А.Я., Захаров H.H. Теплозащитные и износостойкие покрытия деталей дизелей. JL: Машиностроение, 1977. - 168 с.

90. Новик Ф.С., Арсов Я.Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. М.: Машиностроение, 1980. - 304 с.

91. Овсянников М.К., Петухов В.А. Эксплуатационные качества судовых дизелей. Л.: Судостроение, 1982. - 208 с.

92. Пат. 2111280 РФ, МКИ6 С 23 С 4/08. Материал для нанесения антифрикционного покрытия / В.Г. Гопиенко, В.П. Черепанов, В.Б. Хмелевская и др. (РФ). № 93026228/02; Заявлено 07.05.93; Опубл. 20.05.98, Бюл. № 14. - 10 е.: 3 л. ил.

93. Петухов В.А., Фефилов A.B. Особенности эксплуатации тонкостенных подшипников коленчатых валов судовых дизелей // Двигателестроение. 1988. - №1. - С.42-44.

94. Пичугин Д.В. Влияние смазочного материала на трение и изнашивание пары «алюминиевый сплав -сталь» // Долговечность трущихся деталей машин. Вып. 5 / Под общ. ред. Д.Н. Гаркунова. -М.: Машиностроение, 1990. С.156-168.

95. Пляскин И.И. Оптимизация технических решений в машиностроении. М.: Машиностроение, 1982. - 176 с.

96. Погодаев Л.И., Хмелевская В.Б., Чулкин С.Г. Изнашивание плазменных покрытий при трении скольжения // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1991. - №4. - С.61-74.

97. Погодаев Л.И., Голубев Н.Ф. Теория и практика прогнозирования износостойкости и долговечности материалов и деталей машин. СПб., 1997. - 415 с.

98. Поздняков A.A. Прочность и упругость композиционных материалов. М.: Лес. пром-сть, 1988. - 119 с.

99. Польцер Г., Майснер Ф. Основы трения и изнашивания / Пер. с нем. М.: Машиностроение, 1984. - 264 с.

100. РД 31.55.03.06-85. Рекомендации по оценке и выбору способа восстановления деталей судовых технических средств. Введ. 01.03.86. - 25 с.

101. Рубин М.Б., Бахарева В.Е. Подшипники в судовой технике. Л.: Судостроение, 1987. - 344 с.

102. Рыкалин H.H. Образование прочного сцепления при напылении порошком и проволокой. М.: Атомиздат, 1973. - С.140-165.

103. Самсонович E.H., Погонышев В.А., Кузнецов Л.Д. Исследование триботехнических напыленных антифрикционных покрытий // Трение и износ. 1993. - Т.14, №5. - С.953-956.

104. Семенов А.П. Схватывание металлов и методы его предотвращения // Трение и износ. 1980. - Т.1, №2. - С.236-246.

105. Седых В.И. Методы повышения долговечности деталей судовых технических средств: В 2 ч. 4.2. М.: ЦРИА «Морфлот», 1981. - 34 с.

106. Седых В.И., Леонтьев Л.Б., Естегнеев В.И. Электрофизические методы восстановления деталей силовых установок: Учеб. пособие. М., 1988. - 40 с.

107. Седых В.И. Выбор режимов формирования материала деталей судовых технических средств. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 1991. - 75 с.

108. Седых В.И. Научные основы совершенствования и формирования параметров материалов восстановленных деталей: Автореф. дис. . д-ра техн. наук / Санкт-Петерб. ун-т водных коммуникаций. -СПб., 1993. 31 с.

109. Спиридонов A.A. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981. -184 с.

110. Стальниченко О.И., Кравцов Т.Г., Крылов С.В. Новые методы восстановления деталей и использование их в судоремонте: Учеб. пособие. М., 1987. - 72 с.

111. Таран В.А., Брудник С.С., Кофанов Ю.Н. Математические вопросы автоматизации производственных процессов. М.: Высш. шк., 1968. - 216 с.

112. Тымченко С.А., Борисенко П.П., Райкова Л.С. Применение гальванического антифрикционного покрытия в подшипниках дизелей // Двигателестроение. 1984. - №3. - С.35-37.

113. Фадин Ю.А. Кинетика разрушения поверхности металлических материалов при трении: Автореф. дис. . д-ра техн. наук / Санкт-Петерб. ун-т водных коммуникаций. СПб., 1997. - 30 с.

114. Федорченко И.М., Пугина Л.И. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. Киев: Наук, думка, 1980. - 404 с.

115. Фридлянд М.Г. Плазмотроны с постоянно возобновляющимся катодом. М., 1986. - 21 с.

116. Фролов Ю.В. Увеличение прочности и износостойкости плазменных покрытий // Морской инженерный сервис. М.: Транспорт, 1991. - С.46-53.

117. Фролов В.К. Сталеалюминиевые подшипники скольжения // Применение новых материалов для подшипников. М., 1961. -С.192-228.

118. Фролов Ю.В., Хмелевская В.Б. Материалы и способы напыления в судоремонте. М., 1986. - 50 с.

119. Фролов Ю.В., Хмелевская В.Б. Триботехнические характеристики плазменных покрытий деталей дизелей судовых механизмов // Судоремонт рыбной промышленности. 1988. - №67. - С.22-23.

120. Функция подшипника и его неисправностей: Руководство по подшипникам скольжения // Miba-Gleilager-Handbucht. Miba, 1985. - 70 с.

121. Харламов Ю.А. Выбор оптимального микрорельефа поверхности для газотермического нанесения покрытий // Газотермическое напыление в промышленности СССР и за рубежом: Тез. докл. всесоюз. науч.-техн. конф. JL, 1991. - С. 12-21.

122. Хартман К., Лецкий Э., Шеаер В. Планирование экспериментов в исследовании технологических процессов. М.: Мир, 1977. - 652 с.

123. Хасуй А. Техника напыления. М.: Машиностроение, 1975. - 288 с.

124. Хмелевская В.Б. Исследование плазмотрона // Речной транспорт. 1984. - №6. - С.14-27.

125. Хмелевская В.Б. Восстановление деталей методом плазменного напыления // Речной транспорт. 1988. - №2. - С.28-31.

126. Хмелевская В.Б., Кораблин A.B. Газотермическое антифрикционные покрытия // Вестн. Астраханского техн. ун-та рыб. пром-сти. 1993. - №1. - С.12-16.

127. Хмелевская В.Б. Основы технологии восстановления деталей дизелей методом газотермического напыления: Автореф. дис. . д-ра техн. наук / Санкт-Петерб. ун-т водных коммуникаций. СПб., 1996.- 36 с.

128. Хмелевская В.Б., Леонтьев Л.Б., Юзов А.Д. Свойства напыленных антифрикционных алюминиевых сплавов // Морское образование на Дальнем Востоке: современное состояние и перспективы развития: Тез. докл.науч.-техн.конф. Владивосток, 1996. - С.46-48.

129. Хмелевская В.Б., Гребцов В.Г., Алексеев С.В. Технология плазменного напыления для производства и восстановления подшипников // Техника машиностроения. 1998. - №1. - С.110-113.

130. Хрущев Н.М. Исследование изнашивания металлов. М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 35 с.

131. Шалай А.Н. Применение газотермического напыления и сварочных процессов в двигателестроении // Двигателестроение. -1987. №4. - С.51-54.

132. Юзов А.Д. Исследование влияния параметров плазменных установок и режимов процесса на прочностные свойства покрытий // Наука морскому флоту на рубеже XXI века: Тез. докл. регион, науч.-техн.конф. Владивосток, 1998. - С. 114-118.

133. Юзов А.Д. Исследование механических и триботехнических свойств антифрикционных литых и напыленных материалов // Наука морскому флоту на рубеже XXI века: Тез. докл. регион, науч.-техн.конф. Владивосток, 1998. - С.118-120.

134. Юзов А.Д. Применение триботехнических материалов в транспортной технике // Кораблестроение и океанотехника: проблемы и перспективы. SOPP-98: Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. -Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 1998. С.130-134.

135. Ederer U.G. Lager für hohe Belastungen in Zweitakt und Viertakt Dieselmotoren // MTZ. 1983. 44, №11. - P.443-448, 450.

136. Kirsch H., Apfler G., Gaigg R. Application profile for new types of bearings // Technical information. Miba. 1993. - 13 p.- 156146. Liljenfeld G. Crankshaft bearing in supercharged diesel en gins. Wartsila Diesel. Vasa Factory. - 1984. - 24 p.

137. Investigation of the possibility of increasing the bearing ca pasity. Nohab Diesel. 1984. - 18 p.

138. Warrier J.F., Mesh M.J. Factory affecting the Design and Op eration of the Shell Bearing for the modern Diesel Enging. Perkins. -1985. 8 p.