автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Комбинированный способ восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственной техники типа "вал" с использованием легированных ферромагнитных порошков

На правах рукописи

ЧУРИЛОВ ДМИТРИЙ ГЕННАДЬЕВИЧ

КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ ТИПА «ВАЛ» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛЕГИРОВАННЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПОРОШКОВ

Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания

в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Мичуринск - наукоград РФ. 2014

2 7 НАР 2014

Научный руководитель -Официальные оппоненты:

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева» (ФГБОУ ВПО РГАТУ)

доктор технических наук, профессор Борисов Геннадий Александрович

Новиков Владимир Савельевич,

доктор технических наук, профессор, федеральное государственное бюджетное образовательное. учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени

В.П. Горячкина», кафедра ремонта и надежности машин, профессор Жачкин Сергей Юрьевич,

доктор технических наук, профессор, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный технический университет», кафедра'

автоматизированного оборудования

машиностроительного производства, профессор

Ведущая организация - Государственное научное учреждение

Всероссийский научно-исследовательский

технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита диссертации состоится 18 апреля 2014 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.041.03 в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Мичуринский государственный аграрный университет» по адресу: 393760, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная 101, корп. 1, зал заседаний диссертационных советов, тел./факс (47545) 5-32-13, E-mail: dissov@mgau.ru.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МичГАУ» и на сайте www.mgau.ru. с авторефератом - на сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации www.vak.ed.gov.ru.

Автореферат разослан «_» марта 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

В.Ю. Ланцев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследований. Актуальной ; проблемой современного сельскохозяйственного машиностроения является повышение надежности и долговечности машин, в том числе после ремонта. Известно, что в большей степени неисправность деталей обусловлена износом тонкого поверхностного слоя, а условия восстановления основного материала детали и ее поверхностного слоя различны.

Одним из направлений в решении этой проблемы является разработка новых технологических процессов нанесения износостойких покрытий на основе металлических порошков, порошков-сплавов и тугоплавких соединений. К числу прогрессивных способов создания поверхностного слоя с заданными физико-химическими свойствами относится электроимпульсный (ЭИС). Положительным аспектом использования данного способа служит то, что получаемые покрытия обладают небольшим припуском на механическую обработку и высокой прочностью сцепления, недостатком — шероховатость и пористость наносимых слоев. Поэтому необходимы дальнейшие исследования ЭИС с целью получения плотных металлопокрытий при восстановлении деталей. Перспективны в этом направлении комбинированные способы восстановления и упрочнения, основанные на использовании импульсных потоков энергии с одновременным поверхностным пластическим деформированием (ППД).

Степень разработанности темы. ' Анализ существующих исследований показывает, что у комбинированных способов восстановления и упрочнения процесс обработки происходит в результате "одновременного протекания двух и более воздействий на поверхность детали, что позволяет устранить недостатки, присущие каждому из [тих. Однако вопросы оптимизации основных параметров формирования качественного слоя, использования порошков с высокими магнитными свойствами, наложения дополнительного магнитного поля для повышения эффективности ЭИС изучены недостаточно.

Работа выполнена в соответствии с планом НИР ФГБОУ ВПО РГАТУ на 2011...2015 гг. по теме «Совершенствование технологических процессов, разработка и повышение надежности технических средств возделывания, уборки, транспортировки и хранения сельскохозяйственных культур в условиях ЦФО РФ» (но|1ер гос. регистрации 01201174432).

Цель исследований — повышение долговечности металлопокрытий при восстановлении деталей нанесением ферромагнитных порошков электроимпульсным способом совместно с поверхностным пластическим деформированием.

Объект исследования — технологические процессы и материалы для восстановления и упрочнения деталей электроимпульсным способом совместно с поверхностным пластическим деформированием.

Предмет исследования — закономерности образования взаимозависимых связей основных технологических параметров с характеристиками качества восстановленных и упрочненных деталей.

Методы исследований. Теоретические исследования проводились с использованием теплофизических расчетов и элементов механики сплошной среды. В экспериментальных исследованиях нашли применение методы обработки многократных измерений и вариационной статистики. Использовались серийные и специально изготовленные установки, приборы и аппаратура.

Научная новизна работы заключается в обосновании

закономерностей протекания теплофизических процессов в поверхностных

| |

слоях покрытий-при использовании электроимпульсного способа совместно с поверхностным пластическим деформированием, а также в определение условий получения ферропорошков в легированной оболочке элементами, различающимися термодинамическими параметрами.

Новизна предложенных технологических и технических решений подтверждена 2 патентами РФ на полезные модели.

Практическая значимость:

- обоснованы режимы и параметры технологического процесса восстановления деталей типа "вал" ЭИС совместно с ППД;

- обоснованы режимы и термодинамические параметры процесса легирования ферропорошков в кобальтовой оболочке.

Реализация результатов исследований. По результатам теоретических и экспериментальных исследований, разработаны технологические процессы восстановления и упрочнения деталей ЭИС совместно с ППД присадочными порошками и внедрены на ремонтно-технологических предприятиях: ОАО «Тяжпрессмаш» г. Рязань; ОАО «Прогресс», ООО «Урожай», ОАО «Авангард» Рязанской области; учебное хозяйство «Стенькино» и научно-производственный участок ФБГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева».

Степень достоверности и апробация результатов исследований.

Достоверность научных положений подтверждается результатами экспериментальных исследований и их сходимостью с теоретическими данными, использованием действующих методик, современной измерительной аппаратуры, обработкой экспериментальных данных с помощью компьютерных математических программ.

Основные положения диссертации доложены, обсуждены и получили положительную оценку на международных и всероссийских конференциях и семинарах: «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (Москва, 2009...2011 гг.); «Развитие АПК России в системе развивающихся межотраслевых и международных отношений» (Са1кт-Петербург, 2009 г.); «Информационные технологии в образовательном процессе института» (Рязань, 2009 г.); «Пути повышения эффективности функционирования механических и энергетических систем в АПК» (Саранск, 2011 г.);

«Перспективы развития технического сервиса в агропромышленном комплексе» (Москва, 2012 г.)

Основные положения, выносимые на защиту:

- конструктивно-технологическая схема установки для электроимпульсного нанесения порошков с упрочнением полученного слоя пластической деформацией;

- закономерности влияния основных технологических параметров комбинированного способа восстановления и упрочнения на показатели качества металлопокрытий;

- способ получения присадочных порошков на основе железа в легированной оболочке;

- результаты экспериментальных исследований комбинированного способа восстановления и упрочнения;

- результаты технико-экономической оценки эффективности предложенного способа.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 15 печатных работах, в том числе 8 статей в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ, 2 монографиях и 2 патентах на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы (источников) и приложений. Работа изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит И таблиц, 41 рисунок. | |

- ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована ее актуальность, обозначены цель исследования, представлены основные научные положения и результаты, выносимые на защиту.

В первой главе «СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ» рассмотрены причины изнашивания деталей и актуальность их восстановления, основные способы восстановления деталей,

приведен анализ режимов и параметров, влияющих на качество металлопокрытия при электроимпульсном способе нанесения.

На основании анализа работ В.И. Абрамова, JLM. Акуловича, Ю.П. Александрова, В.П. Ананьева, Б.П. Борисова, А.Е. Гитлевича, К.К. Гуларяна, С.Ю. Жачкина, Е.Г. Коновалова, Л.М. Кожуро, Н.И. Лазаренко, В.А. Люцко, И.Ф. Марченко, И.А. Мишина, B.C. Новикова, И.Т. Сычева, Г.С. Шулева, Б.П. Чемисова, В.И. Черноиванова, П.И. Ящерицына и других авторов установлено, что перспективное направление при восстановлении и упрочнении изношенных деталей машин заключается в совокупности технологических воздействий процессов нанесения покрытия и отделочно-упрочняющей обработки. Сочетание сложного комплекса физических, химических, механических и магнитных воздействий приводят к формированию принципиально нового состояния детали в результате не аддитивного суммирования качественных и количественных параметров, обуславливающих синергетический эффект.

Для достижения поставленной цели сформулированы задачи исследования:

- обосновать конструктивно-технологическую схему установки для электроимпульсного нанесения порошков с упрочнением полученного слоя пластической деформацией;

- выявить теоретические закономерности процесса упрочнения слоя в процессе реализации ЭИС совместно с ППД;

- разработать способ получения порошковых присадочных материалов на основе железа в легированной кобальтом оболочке при использовании пентакарбонила железа в качестве исходного веществ

- экспериментально исследовать влияние осн _ технологических параметров на упрочняемый слой;

- провести производственную проверку и дать экономическую оценку предложенному комбинированному способу восстановления и упрочнения деталей типа «вал».

Во второй главе «ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ФЕРРОПОРОШКАМИ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ» приведена конструктивно-технологическая схема установки для электроимпульсного нанесения порошков с упрочнением полученного слоя пластической деформацией (рис. 1).

5 - сварочный трансформатор; 6 - ролик; 7 - рычаг; 8 - скоба; 9 - пружина;10 -вакуум-провод; 11 - циклон; 12 - регулировочный винт; 13 - скользящий контакт Рисунок 1 - Схема установки для электроимпульсного нанесения порошков с упрочнением полученного слоя пластической деформацией:

Устройство монтируется на токарном станке. Деталь 1 устанавливается в захватывающее устройство, для подачи ферромагнитного порошка 2 в зону наплавки предназначен бункер 3. Для качественной наплавки полюсный наконечник установлен с зазором к детали. Подача тока на полюсный наконечник обеспечивается с помощью сердечника 4, соединенного со сварочным трансформатором 5. Для упрочнения наплавленного покрытия на рычаге 7 установлен ролик 6 для пластической деформации. Усилие деформации регулируется пружиной 9, установленной между рычагом 7 и скобой 8. Для сбора осыпавшегося ферромагнитного порошка под

обрабатываемой деталью установлен вакуум-провод 10, соединенный с циклоном 11.

Установка работает следующим образом. При включении токарного станка деталь 1 приводится во вращение. В зону наплавки из бункера 3 подается ферромагнитный порошок 2. Намагничивание порошка происходит с помощью источника технологического тока, который протекает через деталь в радиальном направлении, образуя: магнитный поток, примагничивающий зерна порошка к детали. При вращении детали порошок поступает к полюсному наконечнику, где происходит | процесс наплавки. Сила тока, проходящая через полюсный наконечник, регулируется с помощью сварочного трансформатора 5. При дальнейшем вращении детали наплавленный слой остывает, отдавая большую часть тепла восстанавливаемой детали, и попадает в зону пластической деформации. Благодаря нагреву детали процесс пластической деформации проходит не только в поверхностном слое, но и в теле детали, что улучшает связь между основой детали и нанесенным порошком и качество покрытия.

Для обоснования параметров комбинированного способа электроимпульсной наплавки ферромагнитного порошка совместно с поверхностно-пластическим деформированием рассмотрены

теплофизические процессы. Дифференциальное уравнение теплопроводности для одномерного потока тепла выглядит следующим образом:

дТ .дгТ ..

где с - удельная массовая теплоемкость материала | восстанавливаемой детали, кал/см3 - °С; I

у — плотность материала восстанавливаемой детали, г,4м3; Г-температура, °С; г - время процесса, с.

Скорость изменения температуры в определенных точках детали оказывает влияние на характер структурных превращений в поверхностных

слоях и на картину остаточных деформаций. В случае, когда деталь, находится под действием движущегося источника тепла, различают три периода. Первый период предшествует нахождению источника теплоты над данной точкой, второй период — нахождение источника теплоты над данной точкой и третий период начинается после прохождения источника теплоты. Если источник теплот|л движется быстрее, чем распространяется теплота внутри восстанавливаемой детали, то первый период не учитывается. Температурное _поле в! точках, расположенных под источником теплоты,-рассчитывается по формуле:

А-л/тг

(2)

где в - интенсивность выделения теплоты источника, кал/с см2;

Ьм-коэффициент формы восстанавливаемой детали типа «вал», Ьм=1,\5\ со - коэффициент температуропроводности тела, см2/с.

Г°С

300

100

[ !

\ К

1

0.1

0.2

0.3

0.4

т,с

Рисунок 2 - Зависимость температуры детали (Т, °С) от времени после восстановления

ЭИС (т, с)

При прохождении источника над точкой температурное поле будет определяться формулой:

2 в-Ьм-4ю I /-

Т =—-м—--(^т-^/т-Т,)

Л-л/ЯГ

(?)

где т/ - время, в течение которого источник теплоты находился над данной точкой, с.

Из рисунка 2 видно, что температура детали при электроимпульсном

способе восстановления уменьшается после контакта х наплавочной

|

головкой. С увеличением частоты вращения сокращается время между нанесением покрытия и последующим поверхностно-пластическим деформированием, что может обеспечить достаточный нагрев детали для упрочнения слоя необходимой толщины. При температуре восстанавливаемой детали 100... 150 °С для последующей операции поверхностно-пластического деформирования окружная скорость вращения должна быть от 0,17 до 0,23 м/мин.

Изучено напряженное состояние покрытия при пластической деформации методами теории упругости с учетом решений, полученных для полуплоскости. Напряжения в произвольной точке с текущими координатами г,у (рис. За) определяются в полярных координатах из выражений:

где д(в) — распределение контактных нагрузок в полярных координатах; 0 - угол расположения элементарных площадок.'

При качении деформирующего элемента распределение контактных нагрузок по площадке можно описать выпуклой квадратной параболой. Напряженное состояние от перпендикулярной нагрузки в этом случае выглядит следующим образом (рис. 3 б):

(4)

и представляется выражениями:

"^Д + 2в2 р1= + 2в1 2с2у2 - иг (р2 - 2) 2й

сгг=Л2

Су=Аг

52р1 + 2в1 р2= + 2в2 и1(р1+2) ег + с2 у _

ду-г^с, р1у + 2с12 | 2с2у2-у2

где: Л2=3р1^1 /[тг(2-36)]; 52=г-й; В2=г-6й;

С2 =—; Г2 = —; £>2 =С2-1-Г У

О-цА

02 = гг+у2; U2=aтctgT2-arctg—; Г2=1пЕ2-1па2.

Рисунок 3 - Расчетные схемы полей напряжений от сосредоточенной силы (а) и распределенной по поверхности нагрузки (б) при ЭИС совместно с пластической ! ! деформацией

Исследование полей напряжений, рассчитанных согласно полученным соотношениям, позволило по величинам допустимых напряжений и по размерам зон пластических и упругопластических деформаций определить рациональную величину усилия деформирования. При пластической деформации покрытия роликом 030 мм покрытия толщиной до 0,5 мм

усилие выбирается из диапазона 2200... 2900 Н.

Одним из основных требований к реализации процесса является наличие высоких магнитных свойств ферропорошков. Установлено, что оптимальный состав порошковой смеси для восстановления деталей типа «вал» ферропорошками ЭИС в магнитном поле представляет собой: основа — железо; легирующие добавки — кобальт. Кобальт способен сохранять магнитные свойства после однократного намагничивания, имеет высокое сопротивление к размагничиванию, устойчив по отношению к температуре и вибрациям, легко поддается механической обработке. Следовательно, получение капсул на основе железа в легированной кобальтом оболочке позволит наносить плотные и износостойкие покрытия.

В третьей главе «ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ» рассмотрена конструкция экспериментальной установки для восстановления и упрочнения деталей типа «вал» ферропорошками в магнитном поле, монтируемой на токарном станке (рис. 4). В качестве источника технологического тока использован сварочный трансформатор ТД-500.

Установка обеспечивает:

- синхронное изменение магнитного потока в рабочем зазоре с виброперемещением полюсного наконечника;

- регулирование величины приращения зазора в результате вибрации путем изменения режима работы электромагнитной катушки;

- контроль режима работы бункерного дозирующего устройства;

- регулирование и контроль режима работы сварочного трансформатора;

- возможность раздельного включения электрических цепей с пульта контроля и регулирования;

- возможность одновременного включения всех электрических цепей с электромеханического блока.

1- токарный станок; 2- сварочный трансформатор; 3- пульт управления сварочным

током; 4- наплавочная головка; 5- бункер ферромагнитных порошков Рисунок 4 - Общий вид установки для восстановления ЭИС в магнитном поле и упрочнения деталей типа «вал»

Уровни и интервалы варьирования основных факторов при определении оптимальных параметров и режимов комбинированного способа восстановления и упрочнения деталей приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Основные технологические факторы, уровни и интервалы их варьирования

Основные технологические параметры (факторы) -2 - 1 0 1 2

V] Начальный зазор, мм 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

\2 Приращение зазора, мм 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

У3 Ток короткого замыкания, А 155 190 225 260 295

У4 Расход порошка на единицу ширины полюсного наконечника, г/с-см 0,028 0,039 0,050 0,061 0,072

Удельная рабочая нагрузка, Н/мм*1 203 219 235 241 268

Функция оптимизации

Уб Удельный привес мг/см2 V! У, У] У. У.

Экспериментальные данные обрабатывались на персональном компьютере методами математической статистики с помощью программы <^аЙ51лсаУ.8».

Для получения капсулированных порошков в кобальтовой оболочке использовалась модернизированная базовая установка для реализации

газофазного метода. Модернизация заключалась в наличии двух зон нагрева и системы испарителей (рис. 5).

Для синтеза легированных частиц системы железо-кобальт из независимого испарителя по системе газовых трубок в реактор подавался пар карбонила кобальта (Со2(СО)8) и затем происходило совместное разложение (пиролиз) паров Ре(СО)5и Со2(СО)8. Испарение металлосодержащих веществ производилось раздельно при различных температурах и скоростях несущего газа аргона.

Использование системы, состоящей из двух испарителей, позволило одновременно испарять исходные вещества, учитывая их различные термодинамические характеристики.

Структура, твердость и микротвердость полученных металлопокрытий изучались на микроскопе МИМ-7, приборе Роквелла ТК-2, микротвердомере АхюуегМООА с приставкой МХТ-10. Глубину упрочненного слоя определяли на шлифах методом микротвердости. Процентное содержание

углерода исследовалось на экспресс анализаторе АН-7529М в соответствии с ГОСТ 22536.1-97 методом автоматического кулонометрического титрования. Для исследования прочности сцепления металлопокрытия с основой детали использовался способ отрыва металлопокрытия от торца образца осевой силой (метод Олларда). Исследования износостойкости металлопокрытий проводились на машине МИ-2.

В четвертой главе «РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ» установлено, что контролируя скорость испарения одного из компонентов, например карбонила железа, можно изменять содержание железа в газовой фазе и, как следствие, соотношение ¥е/Со в частицах во всем диапазоне концентраций от 0 до 100%. Варьирование параметров синтеза позволяет изменять средний размер частиц от ОД до 0,4 мкм.

В процессе восстановления ЭИС совместно с ППД происходит перенос материала ферромагнитного порошка на поверхность детали. При этом толщина упрочненного слоя находится в зависимости от расхода ферропорошка и удельной рабочей нагрузки накатника. Один и тот же привес детали можно получить при различных сочетаниях уровней технологических факторов. При этом характеристики упрочненного слоя будут различными.

В результате обработки опытных данных получена математическая модель (уравнение регрессии), характеризующая влияние начального зазора и его приращения на удельный привес восстановленного покрытияУ]. У1=-163,438+242,724-У1+460,427-У2-245,696-У12+ +69,375 У,У2-356,696-У22, (7)

где VI - начальный зазор, мм;

У2— приращение зазора, мм.

Трехмерный график данной зависимости приведен на рисунке 6.

Установлено, что на удельный привес восстановленного покрытия в большей степени оказывает влияние приращения зазора, а влияние начального зазора проявляется в меньшей степени. Оптимальное значение приращения зазора - 0,60 мм, начального зазора между наконечником и деталью — 0,40 мм. Данным значениям соответствует удельный привес покрытия 25,54мг/см2.

Уравнение регрессии, со всеми факторами, имеет вид:

У1=466,4+366,1-У,+937,0-У2-3,2-У3+ЗГ5,7-У, У2-0,1-У]У3+ +0,7У2У3-186,7-У12-393,1-У22+5222,4-У4--540,3-У1У4+582,1-У2У4-5,8-УзУ4-17343,5-УЛз,0-У5--1,5-У,У5-3,2-У2У5+35,3-У4У5, (8)

гдеУ] - удельный привес, мг/см2;

VI- начальный зазор, мм ;

У2 - приращение зазора, мм ;

У3 - сила тока, А ;

Рисунок 6 -График влияния начального зазора и приращения зазора на удельный привес восстановленного покрытия

У4- расход ферропорошка на единицу ширины полюсного наконечника, г/с-см;

У5- удельная рабочая нагрузка накатника, Н/мм2.

Анализ уравнения (8) позволил установить значения режимов, оптимальных в конкретных условиях применения процесса (таблица 2).

Таблица 2 - Оптимальные режимы процесса

№ Начальный зазор, мм Приращение зазора, мм Сила тока, А Расход ферропорошка, г/с-см Удельная нагрузка, Н/мм2 Удельный привес, мг/см2

V, У2 Уз У4 У5

1 0,65 162 0,05 235 15,3

2 0,55 210

3 230 0,072

4 0,4 225 230 25,5

5 0,6 0,05

6 215 0,066

7 0,054 225 19,6

8 0,061 200 16,2

В таблицу включены только те режимы, при которых предсказанные по уравнениям регрессии значения параметров откликов с 95 %-ной доверительной вероятностью совпадают с экспериментальными.

Исследования микроструктуры образцов с покрытиями Ре — 6% Со показали наличие трех отчетливо выраженных зон: покрытие, переходная зона, диффузионный слой. Установлено, что при комбинированном способе обработки микроструктура упрочненного покрытия имеет следующие особенности:

- высокая плотность и однородность покрытия, наличие «зерненной» структуры с мелкими (менее 0,1 мкм) порами по границам зерен;

- отсутствие дендритно-столбчатого строения;

- отсутствие четко выраженной границы раздела между покрытием и основой;

- увеличение протяженности зоны термического влияния с глубоким развитием в ней фазовых превращений, как в феррите, так и в перлите;

- повышение твердости покрытия за счет диффузии углерода из нижележащих слоев к поверхности.

Выявлено, что покрытие Ре-6% Со имеет наибольшую твердость 58...61 НЯС, достаточно высокую прочность сцепления с основным металлом вследствие возникновения металлических связей, диффузии и растворимости элементов покрытия и основы по границе сплавления. Отрыв закаленных образцов от покрытия Бе - 6% Со, полученного в воздухе, происходил при усилиях- 283 Н.

В результате исследования износостойкости получены триботехнические характеристики покрытий, нанесенных комбинированным способом восстановления и упрочнения, после различных способов финишной обработки. Установлено, что износостойкость покрытий порошком Ре—6%Со в 1,4... 1,5 раза выше износостойкости эталонных образцов и совпадает с износостойкостью покрытий, нанесенных вибродуговой наплавкой с последующими термомеханической обработкой и закалкой токами высокой частоты.

В пятой главе «ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ

КОМБИНИРОВАННОГО СПОСОБА ВОССТАНОВЛЕНИЯ» представлены результаты эксплуатационных испытаний. Рекомендуемые режимы процесса упрочнения по предложенному способу обеспечивают удельный привес детали 15,34-25,54 мг/см2 при производительности 51-75 см2/мин, что в 1,3 -1,6 раза выше соответствующих значений при других способах восстановления.

Опыт применения комбинированного способа восстановления и упрочнения деталей типа «вал» с использованием легированных

ферромагнитных порошков в условиях предприятий подтвердил технико-экономическую целесообразность его использования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Комбинированный способ восстановления и упрочнения изношенных деталей в магнитном поле, заключающийся в совместном нанесении ферромагнитных порошков электроимпульсным способом (ЭИС) и отделочно-упрочняющей обработки полученного покрытия, осуществляемой путем поверхностного пластического деформирования (ППД), представляет большой научный и практический интерес. Предложена конструктивно-технологическая схема установки для электроимпульсного нанесения порошков с упрочнением полученного слоя пластической деформацией, отличительной особенностью которой является использование восстанавливаемой детали в качестве магнитопровода и расположение бункера ферропорошков и полюсного наконечника для наплавки с учетом топографии магнитных потоков.

2. Анализ теплофизических процессов при ЭИС показал, что нагрев детали происходит во время контакта с наплавочной головкой, причем величина температуры зависит от частоты вращения детали. Исходя из условия нагрева поверхности восстанавливаемой детали 100...150°С для последующей операции поверхностно-пластического деформирования, окружная скорость детали должна быть от 0,00283 до 0,00417 м/с.

3. Деформационными и термодеформационными процессами для повышения параметров качества покрытия можно управлять изменением усилия деформирования и интенсивности теплового воздействия с учетом площади контакта и физико-механических свойств обрабатываемых материалов. При ППД роликом 030 мм покрытия толщиной до 0,5 мм, полученного способом ЭИС, усилие пластической деформации выбирается из диапазона 2200... 2900 Н.

4. Наиболее оптимальный состав порошковой смеси для восстановления деталей типа «вал» ферропорошками ЭИС в магнитном поле представляет собой: основа — железо; легирующие добавки - кобальт. Частицы сплава РехСо100-х(х<50 мае. %) могут быть синтезированы методом газофазного синтеза путем совместного- пиролиза карбонильных соединений Ре(СО)5 и Со2(СО)8. Варьирование параметров синтеза позволяет изменять средний размер частиц от 0,1 до 0,4 мкм. Основной фазой является объёмно-центрированная кристаллическая решётка (ОЦК) твердый раствор, однако, при содержании кобальта 40% и выше в структуре также присутствует гранецентрированная кристаллическая решетка (ГЦК) фаза Ре-Со.

5. Экспериментальные исследования микроструктуры образцов с покрытиями Ре-6% Со показали, что глубина упрочненного слоя достигает 2 мм на сторону. Поверхностный слой деталей, обработанных комбинированным способом, обладает повышенным содержанием углерода (0,12...0,15%) у самой поверхности, что происходит за счет перемещения углерода в поверхностный слой из нижележащих слоев. Твердость покрытий составляет 58... 61 НЯС. Износостойкость покрытий, нанесенных предлагаемыми присадочными порошками, в 1,4...1,5 раза выше износостойкости эталонных образцов. Все покрытия имеют высокую прочность сцепления с основным металлом вследствие возникновения металлических связей, диффузии и растворимости элементов покрытия и основы по границе сплавления.

6. Результаты эксплуатационных испытаний позволяют рекомендовать процесс восстановления и упрочнения деталей ферропорошками к промышленному применению со следующими параметрами: величина начального зазора между деталью и полюсным наконечником 0,4 мм, сила тока в электромагнитной катушке должна соответствовать величине приращения зазора 0,6 мм. Рациональные параметры и режимы процесса восстановления и упрочнения деталей обеспечивают удельный привес детали

15,34-25,54 мг/см2 при производительности 51-75 см2/мин, что в 1,3 - 1,6 раза

выше соответствующих значений при других способах восстановления и упрочнения.

7. Экономическая эффективность от внедрения предлагаемого

технологического процесса составляет 600,6 тыс. рублей, при средней программе.восстановления 60 валов в год.

Основные положения диссертации опубликованы:

в монографиях:

1. Горохова, М.Н. 'Нанесение металлопокрытий электроконтактным способом: монография / М.Н. Горохова, Д.Г. Чурилов - Рязань: Изд-во РГАТУ, 2011.-48 с.

2. Горохова, М.Н. Восстановление и упрочнение деталей ферромагнитными порошками в магнитном поле: монография / М.Н. Горохова, Д.Г. Чурилов. - Рязань, Изд-во РГАТУ, 2012. - 172 с.

в изданиях, рекомендованных ВАК:

3. Борисов, Г.А. Влияние ингибиторов на основе соединений класса тиозолидинов на детали системы охлаждения ДВС при коррозийных испытаниях / Г.А. Борисов, С.Д. Полищук, Д.Г. Чурилов. // Ремонт, восстановление, модернизация. — 2010. - № 8. - С. 20-25.

4. Борисов, Г.А. Повышение долговечности шатунно-поршневой группы ДВС изменением конструкции шатуна / Г.А. Борисов, А.П. Марчук, E.H. Рудомин, Д.Г.Чурилов, A.B. Копылов. // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2010. - № 11. - С. 34-37.

5. Горохова, М.Н. Износ сварочных роликов при электроконтактной приварке / М.Н. Горохова, А.И. Фомин, Д.Г. Чурилов // Труды ГОСНИТИ. -Т.109,4.2. — М.: ГОСНИТИ, 2012. - С.12-16.

6. Горохова, М.Н. Влияние полярного эффекта и материала электродов на перенос присадочных порошковых материалов при электроимпульсном способе / М.Н. Горохова, Д.Г. Чурилов // Труды ГОСНИТИ. - Т.109,4.2. -М.: ГОСНИТИ, 2012. - С.51-56.

7. Бышов, Д.Н. Методы нанесения металлопокрытий электромагнитной наплавкой'/ Д.Н. Бышов, Д.Г. Чурилов, A.A. Горохов // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. — 2012.-№3,-С. 66-68.

8. Чурилов, Д.Г. Теоретические исследования напряженности в системе покрытие-основа в процессе реализации комбинированного способа восстановления изношенных деталей машин / Д.Г. Чурилов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского

государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2012. - №08(082). С. 867 - 893. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru

9. Бышов, Д.Н. Контактные условия при обкатывании деталей роликами / Д.Н. Бышов, Д.Г. Чурилов, A.A. Горохов // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. -2013.-№ 1.-С. 52-56.

10. Борисов, Г.А. Электроконтактная приварка ферромагнитных порошков в магнитном поле / Г.А. Борисов, Д.Г. Чурилов. // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. - 2013. - № 2. - С. 96-99.

в материалах конференций и других изданиях:

11. Горохова, М.Н. Технология упрочнения деталей нанопорошками на основе железа в магнитном поле / М.Н. Горохова, Д.Г. Чурилов // Современные технологии упрочнения и восстановления деталей машин. -Ульяновск: УГСХА, 2009. - С. 88-91.

12. Горохова, М.Н. Технологические особенности электроискрового упрочнения / М. Н. Горохова, Д.Г. Чурилов, С.Д. Полищук // Вестник Рязанского ГАТУ имени П.А. Костычева, 2012. - № 1 (13).— С. 38-43.

13. Чурилов, Д.Г.Обоснование и выбор конструкций магнита -привода электромагнита для электроконтактной приварки (ЭКП)порошковых материалов / Д.Г. Чурилов // Материалы Международной научно-практической конференции студентов и магистрантов «Химико-экологические аспекты научно-исследовательской работы». - Беларусь: БГСХА, 2013. — С.72-79.

в описаниях к патентам:

14. Пат. 119665 Российская Федерация, МПК В23К9/04. Установка для электромагнитной наплавки / Бышов Д.Н., Горохова М.Н., Чурилов Д.Г., Полищук С .Д.; заявитель и патентообладатель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева» (RU). - № 2012116801; заявл. 25.04.2012; опубл. 27.08.2012, Бюл. № 16. - 3 с.: ил.

15. Пат. 122323 Российская Федерация, МПК В23К9/04. Установка для электромагнитной наплавки / Бышов Д.Н., Горохова М.Н., Чурилов Д.Г., Полищук С.Д.; заявитель и патентообладатель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева» (RU). - № 2012110676/02; заявл. 20.03.2012 ;опубл. 21.11.2012, Бюл. №33.-8 с.: ил.

Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать лазерная Усл. печ. л.1 Тираж 100 экз. Заказ № 1087 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П. А. Костычева» 390044 г. Рязань, ул. Костычева, 1 Отпечатано в издательстве учебной литературы и учебно-методических пособий ФГБОУ ВПО РГА ТУ 390044 г. Рязань, ул. Костычева, 1

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени. П.А. Костычева»

На правах рукописи

ЧЪ а ги

ЧУРИЛОВ ДМИТРИЙ ГЕННАДИЕВИЧ

КОМБИНИРОВАННЫЙ СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ ТИПА «ВАЛ» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛЕГИРОВАННЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПОРОШКОВ

Специальность 05.20.03 - технологии и средства технического обслуживания

в сельском хозяйстве

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Борисов Геннадий Александрович

Рязань-2014

ь

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................6

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ....................11

1.1 Анализ причин изнашивания деталей и актуальность их восстановления.............................................................................11

1.2 Основные способы восстановления деталей....................................15

1.2.1 Способы восстановления сопрягаемых поверхностей деталей нанесением покрытий.....................................................................21

1.3 Обзор существующих способов подачи присадочных порошковых материалов...................................................................................28

1.3.1 Присадочные порошковые материалы..........................................28

1.3.2 Способы подачи присадочных ферромагнитных порошков...............29

1.4 Анализ режимов и параметров влияющих на качество металлопокрытия при электроимпульсном способе нанесения..........................................33

1.5 Выводы по разделу и задачи исследования......................................42

2. ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ФЕРРОПОРОШКАМИ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ.....................45

2.1 Конструктивно-технологическая схема установки для электроимпульсного нанесения порошков с упрочнением полученного слоя пластической деформацией..............................................................45

2.2 Теоретическое обоснование параметров теплофизических процессов при электроимпульсной наплавке легированных ферромагнитных порошков.....47

2.3 Теоретические предпосылки применения пластической деформации при ЭИС...........................................................................................53

2.4 Совершенствование нанесения порошковых материалов при ЭИС........61

2.5 Обоснование состава присадочного ферромагнитного порошка............64

2.6 Выводы по разделу....................................................................70

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................................72

3.1 Программа экспериментальных исследований.................................72

3.2 Экспериментальная установка для реализации ЭИС нанесения металлопокрытий в магнитном поле...................................................72

3.2.1 Электромеханический блок.......................................................74

3.2.2 Принципиальная электрическая схема установки...........................76

3.3 Методика исследований, обработки и анализа экспериментальных данных.......................................................................................77

3.4 Техника проведения экспериментов и используемое оборудование.......79

3.4.1 Получение порошков на основе железа в легированной оболочке.......79

3.4.2 Металлографические исследования.............................................81

3.4.3 Исследование глубины упрочненного слоя....................................86

3.4.4 Исследование распределения углерода по глубине упрочненного

слоя..........................................................................................................................87

3.4.5 Исследование прочности сцепления............................................88

3.4.6 Исследование износостойкости..................................................90

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.............94

4.1 Легирование кобальтом частиц железа...........................................94

4.1.1 Изучение параметров и режимов процесса испарения Со2(СО)8............94

4.1.2 Получение и структура частиц Ре-Со..........................................96

4.1.3 Магнитные свойства частиц легированных кобальтом.....................97

4.2 Параметры и режимы комбинированного способа восстановления и упрочнения деталей........................................................................99

4.3 Исследование параметров, характеризующих качественные показатели восстановленного покрытия............................................................104

4.3.1 Результаты металлографических исследований.............................104

4.3.2 Результаты исследования прочности сцепления............................107

4.3.3 Результаты исследования износостойкости

108

4.4 Выводы по разделу..................................................................109

5. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМБИНИРОВАННОГО СПОСОБА ВОССТАНОВЛЕНИЯ...................................................................112

5.1 Эксплуатационных испытаний технологии восстановления и упрочнения деталей легированными ферропорошками..........................................112

5.2 Технико-экономическое обоснование эффективности способа............114

5.3 Выводы по разделу..................................................................122

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.......................................................................123

ЛИТЕРАТУРА............................................................................126

ПРИЛОЖЕНИЯ...........................................................................148

Аннотация

Целью диссертационного исследования является повышение долговечности металлопокрытий при восстановлении деталей совместным нанесением ферромагнитных порошков электроимпульсным способом и поверхностным пластическим деформированием.

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель работы и ее народно-хозяйственное значение.

В первом разделе рассмотрены причины изнашивания деталей и актуальность их восстановления, основные способы восстановления деталей, приведен анализ режимов и параметров, влияющих на качество металлопокрытия при электроимпульсном способе нанесения.

Во втором разделе представлены теоретические основы и предпосылки совместного применения электроимпульсного способа наплавки и поверхностно-пластической деформации восстановленного слоя, а также обоснование состава и способов нанесения ферропорошков.

В третьем разделе представлены программа и методики лабораторных и производственных исследований, описаны конструкция лабораторной установки и применяемая аппаратура.

В четвертом разделе представлены результаты лабораторных и производственных исследований.

В пятом разделе приведены результаты внедрения технологии восстановления деталей типа «вал» на основе применения электроимпульсного способа наплавки и поверхностно-пластической деформации и была рассчитана ее экономическая эффективность.

Сделаны выводы и даны рекомендации по внедрению разработанной технологии.

Представлены список используемой литературы и приложения.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность вопроса. Техническое обслуживание и ремонт машин важны для нормального функционирования машинно-тракторного парка, а актуальной проблемой современного ремонтного производства является повышение надежности и долговечности машин, оборудования и деталей для которых очень важным является состояние поверхностного слоя. Неисправность деталей в большей степени обусловлена износом тонкого поверхностного слоя, причем условия восстановления основного материала детали и ее поверхностного слоя различны [154]. В результате изнашивания деталей снижается мощность машины и коэффициент полезного действия в системах передачи мощности и крутящего момента, возрастает расход топлива и смазочных материалов, снижается качество выполняемых работ. В сельском хозяйстве [138,144-150,164] значительное количество (до 25%) простоев машинно-тракторного парка вызвано процессом изнашивания деталей.

Для повышения эксплуатационных характеристик оборудования и деталей машин необходима разработка новых технологических процессов нанесения износостойких покрытий с применением тугоплавких соединений, порошков-сплавов и металлических порошков, разных по химическим свойствам и составу [79]. Применение порошкообразных присадочных материалов позволяет получить структуру детали с заданными физико-механическими свойствами.

К числу прогрессивных способов создания поверхностного слоя с заданными физико-химическими свойствами относится электроимпульсный (ЭИС). Оборудование для реализации ЭИС не требует больших производственных площадей, восстановленный поверхностный слой обладает высокой прочностью и износостойкостью. ЭИС легко механизируется и автоматизируется. За последнее время приобретен большой опыт по разработке и практическому использованию данного

способа при восстановлении деталей машин. Положительным при применении ЭИС является то, что получаемые покрытия обладают хорошим сцеплением с основой, достаточной прочностью. После нанесения покрытия на механическую обработку остается небольшой припуск. Недостаток данного способа -пористость наносимых слоев и их шероховатость. Поэтому необходимы дальнейшие исследования при использовании ЭИС с целью получения более плотных и качественных покрытий при восстановлении деталей.

Для формирования качественного наплавленного слоя необходимо создание условий, благоприятных для прохождения процесса образования слоя: использование ферропорошков с высокими магнитными свойствами, наложение дополнительного магнитного поля для повышения эффективности ЭИС.

Перспективны в этом направлении комбинированные способы восстановления и упрочнения, основанные на использовании импульсных потоков энергии с одновременным поверхностным пластическим деформированием (ППД), у которых процесс обработки является результатом совместного воздействия двух и более процессов на обрабатываемую деталь, что позволяет устранить недостатки, присущие каждому из них [2,84,154,164].

Для решения поставленной задачи и повышения эффективности ЭИС необходимо формирования прочного слоя и оптимизация основных параметров. К ним относятся наличие дополнительного магнитного поля, применение порошков с высокими магнитными свойствами. Основное направление выполненной работы реализация и разработка основных параметров технологии восстановления и упрочнения деталей машин и получение качественных устойчивых металлопокрытий.

Цель исследований - повышение долговечности металлопокрытий при восстановлении деталей совместным нанесением ферромагнитных

порошков электроимпульсным способом и поверхностным пластическим деформированием.

Объект исследования - технологические процессы и материалы для восстановления и упрочнения деталей электроимпульсным способом совместно с поверхностным пластическим деформированием.

Предмет исследования - закономерности образования взаимозависимых связей основных технологических параметров с характеристиками качества восстановленных и упрочненных деталей.

Методы исследований. Теоретические исследования проводились с использованием теплофизических расчетов и элементов механики сплошной среды. В экспериментальных исследованиях нашли применение методы обработки многократных измерений и вариационной статистики. Использовались серийные и специально изготовленные установки, приборы и аппаратура.

Научная новизна работы заключается в обосновании закономерностей протекания теплофизических процессов в поверхностных слоях покрытий при использовании электроимпульсного способа совместно с поверхностным пластическим деформированием, а также в определение условий получения ферропорошков в легированной оболочке элементами, различающимися термодинамическими параметрами.

Новизна предложенных технологических и технических решений подтверждена 2 патентами РФ на полезные модели.

Практическая значимость:

- обоснованы режимы и параметры технологического процесса восстановления деталей типа "вал" ЭИС совместно с ППД;

- обоснованы режимы и термодинамические параметры процесса легирования ферропорошков в кобальтовой оболочке.

Реализация результатов исследований. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработаны

технологические процессы восстановления и упрочнения деталей ЭИС совместно с ППД присадочными порошками и внедрены на ремонтно-технологических предприятиях: ОАО «Тяжпрессмаш» г. Рязань; ОАО «Прогресс», ООО «Урожай», ОАО «Авангард» Рязанской области; учебное хозяйство «Стенькино» и научно-производственный участок ФБГОУ ВПО «Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева».

Апробация результатов исследований. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и получили положительную оценку на международных и всероссийских конференциях и семинарах: «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (Москва, 2009...2011гг.); «Развитие АПК России в системе развивающихся межотраслевых и международных отношений» (Санкт-Петербург, 2009 г.); «Информационные технологии в образовательном процессе института» (Рязань, 2009 г.); «Пути повышения эффективности функционирования механических и энергетических систем в АПК» (Саранск, 2011 г.); «Перспективы развития технического сервиса в агропромышленном комплексе» (Москва, 2012 г.)

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 15 печатных работах, в том числе 8 статей в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации материалов кандидатских диссертаций, 2 монографиях и 2 патентах на полезную модель.

Основные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

- конструктивно-технологическая схема установки для электроимпульсного нанесения порошков с упрочнением полученного слоя пластической деформацией;

- закономерности влияния основных технологических параметров комбинированного способа восстановления и упрочнения на показатели качества металлопокрытий;

- способ получения присадочных порошков на основе железа в легированной оболочке;

- результаты экспериментальных исследований комбинированного способа восстановления и упрочнения;

- результаты технико-экономической оценки эффективности предложенного способа.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ причин изнашивания деталей и актуальность их

восстановления

В период эксплуатации техники возникают разнообразные дефекты из-за естественного износа рабочих поверхностей деталей [80]. Основными причинами износа деталей машин является трение.

При работе шариковых или роликовых подшипников наблюдается трение качения. Комбинированное трение встречается при работе зубчатых передач, у которых помимо перекатывания имеется проскальзывание трущихся поверхностей. Во многих других случаях имеет место трение скольжения, когда одна поверхность проскальзывает по отношению к другой. В зависимости от состояния сопряженных поверхностей и наличия смазки между ними трение скольжения бывает сухое, граничное и жидкостное. Наименьший износ сопряженных деталей происходит при жидкостном трении, поскольку трущиеся поверхности разделены масляным слоем и редко соприкасаются друг с другом. При трении в зависимости от нагрузки и свойств сопрягаемых поверхностей возникает механический, тепловой и коррозионный износ [20]. Появление одного вида износа обычно вызывает увеличение действия другого [24].

Наиболее интенсивно изнашиваются детали в период приработки, так как после механической обработки шлифованием на поверхностях деталей остаются неровности, которые придают поверхности некоторую шероховатость. Неровности представляют собой чередующиеся впадины и вершины, в результате чего соприкосновение двух трущихся поверхностей происходит по вершинам неровностей, при этом создаются большие удельные давления, сжимающие эти вершины. При относительном перемещении поверхностей наблюдается сдвиг вершин, их срез, скалывание

или вырывание. Это приводит к возникновению высоких температур в точках контакта, срыву окисных пленок и образованию мест задиров. В период приработки образуется большое количество продуктов износа, которые, попадают на трущиеся поверхности и в систему смазки.

Период установившегося режима работы сопряжения характеризуется наиболее низкой интенсивностью изнашивания - естественным износом.

В период аварийного износа увеличиваются зазоры в сопряжениях, появляются стуки, в недостаточном количестве поступает смазка в пространство между трущимися поверхностями. Работа сопряжений ухудшается и резко повышается износ.

На причины износа оказывают влияние условия работы, зависящие от состояния окружающей среды, свойства среды и контактирующих материалов, динамическое взаимодействие деталей и среды, величина скорости относительного скольжения трущихся поверхностей и характер воздействия нагрузки [143,152]. Износа деталей зависит от следующих факторов: давление, скорость перемещения деталей, материал, температурный режим, твердость деталей, шероховатость, качество и расход подводимого масла. С повышением давления, скорости перемещения поверхностей и температуры износ деталей возрастае�