автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Обоснование и разработка технологии алитирования при ремонте деталей гидроагрегатов сельскохозяйственной техники

9 «Г? 9® .

МОРДО.ВСКИЙ ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н. П. ОГАРЕВА

На правах рукописи ТИХОНОВ Александр Анатольевич

УДК 631.3.004.67: 621.793.Ь

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ

АЛИТИРОВАНИЯ ПРИ РЕМОНТЕ ДЕТАЛЕЙ ГИДРОАГРЕГАТОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ

ТЕХНИКИ

Специальность 05.20.03 — эксплуатация,

восстановление и ремонт . сельскохозяйственной техники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Саранск — 1992

Работа выполнена на кафедре «Надежность и ремонт машин» Нижегородского сельскохозяйственного института.

Научный руководитель — доктор технических наук,

профессор Е. А. Лисунов.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Ф. X. Бурумкулов

Кандидат технических наук А. В. Котин.

- -Ведущее- предприятие — «Горькийагропромтехиика»

Защита состоится «..^Х....» .е^Ш^З/Ук^?..-.. 1992 г. в на заседании специализированного Совета К-063.72.05 Мордовского ордена Дружбы народов государственного университета нм. Н. П..Огарева.

' 'Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по адресу: 430000, г. Саранск, ул. Большевистская, 68, Мордовский госуниверситет, ученому секретарю спец. Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «...•£....» ..Цд^рЛШМ, 199Х г.

Ученый секретарь специализированного совета,

кандидат технических наук, доцент М. К. Волков.

ОБЦЛЯ ХАР^ГГЕЙЮТИгСА РЛЕОШ

Надежность трактороп, экскаваторов, погрузчиков и другой сельскохозяйственной, дородно-строительно Г1 и мелиоративной тсх-1П!ки во многом определяется безотказной работа!* гндрораспрсд?-лителя.

1.'екду те;.! известно, что ресурс гидрораспр'?делителя марки Р 75 значительно меньше нормативного ресурса, и объясняется это, в основном, низкой износостойкостью сопряжения "золотштк - корпус" гидророспределитсля, обычно коэффициент повторяемости этого дефекта равен 1.0.

Для восстановления изношенных золотников разработан ряд технологических процессов: осталивание, хромирование, лазерная наплавка, намора-тиваниз и другие.

В повышении долговечности золотников магистральным направлением считалось увеличение стойкости поверхности к воздействию абразива. Однако исследования последних тет показали, что необходимо учитывать и другие виды изнашивания: коррозию, схватывание и облитерацию. Поэтому остается актуальной задача по созданию новых альтернатив!~гх технологи"! восстановления золотников гидрораспргаделителэй.

В этом плане представляют несо.чненшй интерес различные виды и методы химико-тсрмической обработки, которые в прзмьгл-ленностн используются для создания на изделиях спцизльштх

ПОКрЫТИЙ.

Тема диссертационно" работы является составной частью ! тучно -ис слодо в ателье ких работ, выполняемых кафедрой "Надежность

11 ремонт машин" Нижегородского сельскохозяйственного института (Государственной регистрационшП X 018о0104500) в соответствии с координационным планом по программе ГНТК СССР 0.51.II.

Ц,сль работы - разработать технологию восстановления пре-цизионних пар гидрораспределителя диффузионным насыщением золотников для создания поверхностного слоя, восстанавливающего: геометрические размеры, гидравлическую плотность золотниковоП парц и удовлетворяющего триботехническнм требованиям данного сопряжения.

Объект? 1 исследование. Изнопеннке золотники гидрораспределителей Р 12, Р 43, Р 80 и восстановленное нанесением слоя металлопокрытия термодкффузионнпм методом до ремонтных размеров.

Общая методика исслсдоьпниР вклдчэет: изучение причин потери работоспособности и характера износа деталей сопряжения "золотник - отверстие корпуса" парораспределителя; анализ нз-носов статистическими метсд&мн е обработкой микрометражных данных на ЭЙ!,!; обоснование велкчияи слоя металлопокрытия для восстановления требуемой величина зазора в этом сопряжении; обоснование режимов и расчет оптимальных параметров процесса диффу— пионксго насыщения; предварительную сценку триботехничеекпх свойств получетшых металлопокрытий и сравнительные ресурсные • испытания золотп'.'.кзепх пар, восстановленных различными методами; организация и проведение отдельных исследований с использованием стандартных методик и современного оборудования в ЦНИИ!,! г.Екатеринбурга, в лаборатория ГС1СБ "Гидравлика" завода Ыос-гидролрикод и кз Еореком рг:юнгао-техническом предприятии .Нижегородской области.

Научна? новизна. Предложена методика рпалилл охсп^ртт--талы-п-. данных, которая позволяет определить коли-'сстчо иенопен-Н!« деталей с размерами, гтодяцтш за допустим« предельные, а так ге соотнесение годтгх сопрягаемпх деталей п одноиметг.-х размерных группам.

Исследован метод ди^уаионного насщенил лл:.;минис;,1 для восстановления геометрических размеров изно^еппх золотников и создания износостойкого покрптпя с улучееннта!! триботехнпческими свойствами.

Енявленм закономерности изменения приращения лине?.чьгс размеров и толщины д;^»''уэио!Пюго слоя от теклературм и предо т.ги-тельности процесса для исследуемых материалов.

Обоснован и рассчитан интервал для определения оптимального слоя металлопокрытия и выбран способ окончательной механической обработки золотников, обеспечивающие сбережение ресурсов при восстановлении сопрягаемые деталей.

Практическая ценность работн. Раэработа" нопиЛ технологический процесс восстановления иэноиешпи: золотников дийузпошг-м насыщением алюминием. Эта технология в отличие от гальванических методов не загрязняет промиылешше сточное води. Полученный алпминидшй слой металлопокрытия позголпет восстановить не только требуемую величину зазора в солряхе;гл:1, но и обеспечивает ресурс на уровне сериГтах.

Реализация результатов исследования. Результата проведенных исследований внедрена ка Еэрском ремонтно-техническом предприятии Внегородской области. ОжидаегаП годовой экономический э'1'Т'ект при программе восстановления золотников 35 тыс. шт. составит более 25 тыс. рублей.

Оснэннис результаты исследовании доложены, о^уидсни I! одобрены на:

- научшк конференциях про^ аессроки-преподзгатольского .•.»стаьа, научнж работников и аспирантов Нижегородского сельско-охипогг.енного института (1506 и 1939 гг.), Ульяновского сельскохозяйственного института (1037 г.), Ленинградского ордене. Трудового Красного Знамени Государстрениого аграрного университета (1907 г.), ¡.¡оскоеского ордена Трудового Красного Знамени пп-.титута шкенероь сельсгохозяйствунного производства имени Н.И.ГоГ.;<ш;нв (1959 г.);

- 6, 7, 0, 9 нлуч;н;; пен'еренн.шх молодых ученые Волго-!••:гл.ого р-.тиэиа, 193"... 1939 гг.;

- ¿-с;* Бсесоу'чой нчучно-точш'леской конференции "Трибо-те-иига - :.'.:;;.:.*.!1острое;и;.;.", клякса, 1991 г.;

-- на заседании ка^ры "Ледсаоюедь и ремонт машин" ¡¡¡¡^'городского СХ11 г. ноябре 1991 г.

П'.бдикациа. По рвоуяыата:'. исследований опубликовано У работ. Подробное изложение материалов по отдельным раздела:.! Работц дано г. 5 научных отчета*, прозедикк государственную регистр,''иц;:....

<&руктурп у обхал гипаеппиш. Диссертация состоит иа г.^сденля, пяти глав, об<и.г шзодсв, списка литературы и ирило->.онпГ!. ',1оло'".еь'а на 249 сураялцгк гжзшэписного текста, в том чнел.; 19; и-гранмци основного текста. Включает 38 рисунков и ' 9 таблиц.

С0ДЕРКЛ1П1Е РЛБОТи I. Состояние вопроса и задачи исследования

В совершенствовании технологии ремонта маши» и посьчзснии их надежности большой вклад гнесли-учение Б.Н.Бугаев, О.Х.Бурум-кулов, В.М.Крлжков, Е.А.Лисуноп, ...: .Поляченко, Ю.П.Петров, В.Я. Сковородни, В.И.Черноиранов и другие.

Исследованиями по надежности гидрораспределителевыпол-неганош учешга К.А.Лчкасовым, В.П.Вечера, Г.Л.Кальбусом, C.B. Канднба, В.Е.Черкуном и другими, установлено, что их ресурс в основном зависит от износостойкости сопряжения "золотник - корпус", так как коэффициент повторяемости этого дефекта равен 1,0.

Золотник гидрораспределителя изготовлен из стали I5X (цементация, закалка ТБЧ до HRC 56...63), корпус из серого чугуна марки СЧ20 твердостью 170...180 13.

1{ак показали исследования В.А.Дидура и Ю.С.Малого, нормативный ресурс гидрораспределителя в 3 тыс. моточасов достигается только в лабораторных испытаниях. В.Г.ыкклин утверждает, что рв-сурс его в 2 раза нияе нормативного. В то ге время дефицит гидрораспределителей как запасных частой составляет более 50^ от требуемого количества.

Анализируя условия работы, большинство авторов отмечает, что сопряжение "золотник - корпус" выходит из строя в результате абразивного и усталостного изнасивания, коррозии, схватывания и облитерации.

Самым -распространенным в настоящее время методом восстановления данного сопряжения является перекомплектовка. Сопрягаемые детали гвдрораспределителя при изготовлении разбиваются на рчгмер-

ша группы, что позволяет восстанавливать зазор за счет переком-плектацпи. деталс!':. Однако большая часть деталей остается ».-скомплектованное, поэтому все последующие методы восстановлении предусматривает увеличение диаметра золотника. В настоящее время используются или проылп производственные испытания такие технологии как: келезнение, хромирование, лазерная технология, плазменное и детонационное напыление, метод давления, наплавка намораживанием,

Наиболее перспективной технологией поверхностного упрочнения и наращивания слоя металла является диффузионная металлизация, которую модно осуществить любым доступным методом: насыщением из поролковой смеси, погружением в расплав, вакуумным методом, гаповофазным методом, методом напыления, методом окраски и плакитированием.

Большая и многолетняя работа по разработке и внедрению новых технологий диффузионной металлизации при восстановлении деталей проводится в ¡.М'ЛСПе под руководством проф. В.Н.Бугаева. Однако исследований по восстановлению золотников термо-диффузион-ным насыщением еще не проводились.

Исходя из вышеизложенного, в данной работе поставлены следующие задачи исследования.

1. Провести анализ работы деталей сопряжения "золотник -корпус" парораспределителя. Изучить износи их рабочих поверхностей. Установить законы распределения износов с целью определения процента годных и требующих восстановления деталей. Обосновать межремонтные интервалы.

2. Обосновать выбор элемента насыщения при восстановлении золотника диффузионной металлизацией, а так же провести теоретические расчеты по определению оптикальшх параметров этой химико-тгрмнческэЯ обработки (ХТО).

3. Провести химические и структурно-фазовые исследования, диффузионных слоев, а та!г*е исследования триботсхнкческих и (фри-кционнъгх свойств нового металлопокрытия.

4. На основании лабораторнъгх работ, стендовых и эксплуатационно испытаний разработать рекомендации для внедрения технологии восстановления золотников методами ХТО на ремонтшгх предприятиях и определить ее технгхо-эк.ономнческуп эффективность.

2. Теоретическое обоснование способа восстановления износенных деталей алитированием

Обоснование способа восстановления изношенгох детатей необходимо начинать с анализа износои золотниковых пар гидрорпс-пределителей.

Предложенная нами методика анализа экспериментальных данных позволяет определить количество иэносенкых деталей не только с размерами, выходящими за допустимые предельные, но и соотношение годных сопрягаемых деталей в одноимем-гых размерные группах. Это наглядно мотаю определить по углу наклона экспериментальной функции распределения (рис. I). Так, для последней размерно;! группы отверстия корпуса гидрораспределителя (отрезок Су. ) имеем деталей, а золотников - всего лиль 2^ (отрезок е/ ). Следовательно, внутри этой размерной группы б17* отверстий н-чем будет комплектовать.

Проведенный анализ показал следующее.

I. Износ отверстия корпуса в 2 рала больше износа золот-

тпшов.

?.. Из всех деталей, поступивших в ремонт, мояно скошлек-

Экспериментальные функции распределения износов деталей золотниковой пари гидрораспределителя Р75

Рис. I

товать с допустимом зазором около 20"^ сопряжений "золотник -корпус".

3. Несоответствие износостойкости золотниковой пара можно устранить, создав на поверхности золотника слой металлопокрытия с ноьымн физико-механическими свойствами.

Величину слоя металлопокрытия можно определить, анализируя схему рис. 2(6) сопряжения золотниковой пари с максимальным износом. Однако, слой металлопокрытия должен компенсировать не только суммарный износ, но и припуск на последующую механическую обработку, что наглядно изображено на схема рис. 2(в).

Таким образом, для восстановления сопряжения с максимальным износом необходимо увеличить диаметр золотника на 300 |«км, а минимальный слой металлопокрытия должен компенсировать только устранение искажений геометрической форш и будет равен 75 мкм.

Сопряжение золотниковой ипри

о*

а) новые деталей

б) деталей с максимальным износом

в) восстановленных деталей

Рис. 2

Исходя из этого, разработку ново Г* альтернативной технологии зосстсновлення начали с анализа методов химико-термической обработки (ХТО). Все их многообразие мэтно .лассифицирозать по трем оенэмпгм признакам: элемент насыщения; одно или многокомпонентное нзспценче; технология нзсыщетп.

Технология насыщения мог.с-т быть реализована: газовофазним методом, методом насыщения из порошковых смесей, ваку^иый метод, насыщение из расплава, металлизация и окраска с последующим диффузионным отж1гом.

Анализ, методов ХТО проводили в соответствии с выработанными требованиями: величина слоя металлопокрытия, его микро-, твердость, возможность реализации в условиях РШ.

Лучше друпгс этим требованиям удовлетворяют: элемент -алюминий; метод - насыщение из порошков!« смесей (алитирояание); потому что они позволяют получить: микротвердость покрытия 5С00...7000 МПа; величину диффузионного слоя до 0,3 мм; равномерность покрытия деталей любой конфигурации; хорошее сцепление диффузионного слоя с основой; равномерный по толщине диффузионный слой; несложное оборудование; стабильный процесс.

Диффузионные покрытия при ХТО, как правило, получают в изотермических условиях в искусственно создаваемых средах. Поэтому о теоретическом разделе работы рассмотрены условия и факторы, обеспечивайте получение нового состава поверхностных слоев:

- растворимость металлов покрытия и основы;

- влияние скорости поступления атомов насыщающего металла и скорости диффузии на базовые показатели структуру и величину слоя металлопокрытия.

Оценка возможного состава диффузионного покрытия на основе диарамм состояния двойных металлических систем , может

быть только ориентировочной, так как углерод снижает скорость покрытия и ожидаемый состав покрытия не соответствует полученному.

Поэтому первоначально провели лабораторные исследования насыщающей способности различных смесей: аналога, прототипа и предложенного состава. Оптимальные же параметры ХТО определяли с использованием принципа математического моделирования.

В практике ХТО принятс расчет начинать с определения эффективного коэффициента диффузии Ф ), который зависит от температуры процесса ( /, А ), "природа элемента насыщения и основы металла.

Д-Цехр -О/ЯТ. (1)

где - предэкспоненциальны.1 множитель, см^/с;

/€ - газовая постоянная Л? = 0,310 Дж/(моль К);

О. - энергия активации, Дтг/моль.

Величина те самого покрытия зависит от времени протекания процесса (/) и может Сыть определена через параболическую зависимость.

А2 =4Л 6 (2)

Таким образом, экспериментальную модель процесса можно описать следующим уравнением.

2/т ехр(- \ о)

Однако для решения уравнения нет численных значений ]Э0 и О, , характеризующих наш процесс алитированил.

Ю.М.Лахтин предложил определить экспериментально при двух различных температурах по выражештя

м

Ь т2>

Но, если мы возьмем случай, когда , то получим:

[т, У

Используя равнения I и 2, можно выразить следующим образом. ^

Проведя экспериментальное алитированиэ и используя выражения 5 и б, получили значения 1)0 и исследуемого состава смеси и материала насыщения цементированной стали 15Х.

Д = 7,7063 Ю-4 С1Л2/ си <3 = 120014 Д*/коль.

Используя 0 и 1)0 В Ho.Morpai.aia для определения оп-

ыатематическоР модели (3), тимальнпх параметров алитирова-

разработали программу для оп- шя деталей из цементированной ределения оптимальны:: параметров стали 15Х на ЭЗМ. Расчетные данше совпадают с экспериментальными (ошибка 0,24.. Л,что подтверждает правильность алгоритма и математической модели.

Используя методику построения номограмм из выравненных точек с тремя параллельными шкалами, построили номогры.му для оперативного определения оптимальных пара.1, (етров в производственных услозиях рис. 3. Она наглядно показывает, что для получения диффузионного слоя 300 ыкм при температуре Ю00°С алитирование осуществляется за 5 ч, а при 950°С - за 6,5 часов.

3. Програ;.иа и методика сксперимента-ьных исследований

Микрометрам деталей, поступивших в ремонт для исследования изиосов золотниковых пар, проводили иедикаторшм нутрометром

Л,им

С53-» <152?

а-¡со

0300

олоо

0.100 о.оъ

тч \ \ Ч Г,ч 12 о в с к

\

\

\

\

\

\

\

850 ООО £30 1000 Ю£Э

изо Т. 'С

Рис. 3

и рычаяной скобой СР 50 ГОСТ 11098-64 с ценой деления I мкм. Измерения проводились через 30° по окруотости и в шести плоскостях по пояскам золотников и отверстий в корпусе. Используя методику планирования эксперимента ГОСТ 27.503-83 определили объем ыикрометраташх работ ( = 63).

Лабораторное алитирование образцов осуществляли в печи с окислительной атмосферой СНОЛ 1,6.2,5Л/9-ИЗ, которая имеет электронный регулятор температуры. Для наглядного контроля и записи режимов процесса использовали потенциометр КСП-4 ГОСТ 7164-78 с диапазоном фиксируемых температур 0..ЛЮ0°С. В производственных условиях на Борском РТП использовали печь типа 013-6X12X4.ЮМ1 ТУ 16-531.420-79.

В качестве материала для образцов использовали изношенные золотники. Изготовление контейнеров с плавким затвором, загрузка контейнера проводились в соответствии с РД 50-412-03.

Исследование и оценку слоя металлопокрытия осуществляли по микрошшфам, изготовленным в соответствии с ГОСТ 2709-73.

Измерение микротвердости и толщины диффузионных слоев проводили на приборе ПМТ-З в соответствии с ГОСТ 941,0-76 при нагрузке 0,49 и 0,196 Н по результата;,1 усреднения 10...15 замеров.

базовый состав покрытия изучали с помощью рентгеностр.'/к-турного анализа на дифрактометре ДРЭН-2,0 в кобальтовом излучении с ионизационной регистрацией. Определение локального <ими-чзского состава рклачений фаз, зерен, а такяе изучение ра:лр2-делений отдельтгх элементов метду структурными сост^плль^.ями проводили на рентгеновском мичроанализаторо МДР-2. Кач^ть^нгал;! и полукслпчеетвенний «..чализ рсопределили я ^игоп т

г!Еч-: пг/ри'.'л.к _>пр-:Т:л 1 ■]</. " гн; •! :!;•.■.<:<:•-!',

Предварительная оценка триботехнических свойств предложенного покрытия проводилась по величине коэффициента трения и стойкости к схватыванию алитированных образцов, хромированных и серийных.

Исследование коэффициента трения проводили по методике, предложенной и апробированной В.Н.Лозовским для золотниковых пар.

Исследования на стойкость к схватыванию проводили на машине трения СМТ-1 Ивановского производственного объединения "Точ-прибор" по методике, предложенной и апробированной на кафедре ремонта машин Ленинградского СХИ.

Окончательно износостойкость золотниковых пар оценивалась по результатам ресурсных стендовых и эксплуатационных испытаний.

Стендовые испытания проводили в лаборатории ГСКБ "Гидравлика" завода Мосгидролривод по стандартной методике (ГОСТ 2024574) на стенде ресурсных испытаний гидрораспределителей Р75 и Р80, который имитирует реальные условия работы золотниковых пар. Чтобы обеспечить чистоту эксперимента и сопоставимость результатов, механическая обработка как серийных, так и алитированных золотников велсь по технологии и на оборудовании завода-изготовителя.

Эксплуатационные испытания проводились на тракторах с по-I пузчиками ШЛ-1,5 в хозяйствах Нижегородской области. При этом регистрировалось количество циклов работы золотниковых пар и изменение величины износа как относительным методом через изменение утечек в сопряжении, так и микрометражом деталей в начале и я конце испытаний.

Обработку экспериментальных данных проводили с испольпова-1 п/.-.», уродов теории вероятности и математической статистики.

4. Результаты экспериментальных исследований

Исследования по алитированию показали, что смеси аналог и прототип относятся к смесям средней активности и при алитиро-вании образцов из цементированной стали I5X отмечено снижение насыщающей способности. Главная задача - повышение насыщающей способности и поддержание ее на определенном уровне, - решена увеличением содержания Лб на 20% в предложенном составе смеси, что позволило при тех же параметрах процесса увеличить слой металлопокрытия с 70...80 мкм до 125...150 мкм.

Металлографический анализ алитированных деталей показал, что предложенный состав смеси относится к смесям высокой активности. Для нее характерным является получение диффузионного слоя из 3-х зон рис.4.

Распределение микротвердостн по толщине алитированного слон на цементированной стали 15Х

Микротвердость полученного слоя металлопокрытия по зонам имеет следующие значения: I зона около 8000 МПа, П зона -6000 Ша, а Ш зона - 4000 МПа С //[/'0)02 400).

Структурно-фаэоЕЫй и химический анализы показали, что I зона содержит//^- 23...Fe-65...76<"; П зона -у4в-

12..лз*, Fe- so..

HV.

•хс £0 5а?

4Л1 Ж'

I /

.JÛ4J

t~T"T

,т—г— —

i \ " '1 ЗОЮ

1'Гит-

-------г—i

•г; *v i а

- r----• -----

I

Т"т

!

-тп

3.1 ¿О 60 во СО !Х) Ki> zn >лг>Э?лье et wîe/i'yi'.v *.»•

Г V;. 4

Сопоставляя массовую долю Ре и /46 в различных соединениях с экспериментальными данными получили, что внешняя зона (65 мкм) представляет собой алгоминид реЛё, средняя (50 мкм) -пнтерметаллид , а внутренняя - твердый раствор /!(?г

Исследования коэффициента трения показали, что наибольшее его значение имеют золотники, восстановленные хромированием £ = 0,51...0,93. Немного меньше £ = 0,30...0,52 у серийных изношенных золотников и еще меньше 0,28...0,48 у алитиро-ванных золотников.

Исследования на стойкость к схватыванию показали, что она выше в 3,3...3,5 раза у образцов с алюминидным покрытием, чем у серийных Это обусловлено меньшим коэффициентом трения на 6...17%, а такяе строением слоя металлопокрытия и наличием в нем А(! .

Проведенные ресурсные стендовые и эксплуатационные испытания показали, что ресурс алитировашлк золотников соответствует серийным (с доверительной вероятностью = 0,95 и относительной ошибкой 8 - 0,15).

Сопоставляя эти результаты с исследования;,:« на стойкость к схватывшппо, могачо утверждать следующее. Гипотеза В.И.Лозовского о явлении схватывания в прецизионных парах топливных и гидравлических систем возмртго верна только для условий явипции, где требования к топливу и маслу по содержанию примесей выше. В прецизионных парах гидросистем, работающих на сельскохозяйственной технике, привалирущим все лте является абразивный износ.

5. Внедрение результатов исследований н их экономическая эффективность

Полученные результаты исследовании позволили рекомендовать метод алитнрования для внедрения на Бсрском РТП Нпгсгородс-кой области. Было изготовлено специальное технологическое оборудование (смеситель, контейнеры, загрузочный манипулятор) и другая оснастка, необходимая для диффузионной металлизации золотников.

Качество восстановления деталей во многом определяется выбором последующей механической обработки сопрягаемых поверхностей. Поэтому нами рекомендовано после алитирог.ания обработку золотников осуществлять доводкой притиром. Этот метод "истовой обработки позволяет заменить шлифование, высвободить дорогостон щее оборудование и уменьшить припуск на обработку в 10 раз и улучшить шероховатость в 5 раз.

Чтобы осуществить эту технологию были изготовлены притири для обработки золотников и отверстий парораспределителей PI2, Р75, Р80, а также приспособления для контроля качества обработки сопрягаемых поверхностей, сортировки по размерным группам и оценки качества комплектации.

Реализация этой технологии при программе восстановлении 35 тыс. золотников позволит получить экономический гуЭДект п 25 тыс.руб., если за базовый вариант будет взят хромированный золотник и 33,5 тыс.руб., если за базовый вариань взят ношй золотник.

Расчет технико-экономической целесообразности, учитывав-Î щий долговечность золотников, показал, что алитнр^анпч-: гелигнит в 2,5 рапа Актива нж--' и в I.C1 pa-sa - ,'л.\{, ¡:-ьгли>.,

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ существующих технологии восстановления золотника: хромирование, железнение, лазерная технология, наплавка намораживанием, плазменное и детонационное напыление показали, что создание новых технологий остается все еще актуальной задачей. Предлагаемое нами алитирование является альтернативной технологией восстановления деталей.

2. Анализ причин потерь работоспособности гидрораспределителей и исследования характера износа деталей сопряжения "золотник - отверстие корпуса" показали, что ресурс гидрораспрэделпте-ля Р75 в значительной мере лимитируется низкой износостойкостью деталей данного сопряжения, так как коэффициент повторяемости этого дефекта, по даншм различных исследований, равен 1,0.

Анализ микролитражных данных по г;!Дрораспрэделителям, поступившим в ремонт, показал, что скомплектовать можно только лишь 20# золотников и отверстий корпуса с требуемой величиной зазора 0,008...0,016 им. Однако стабильный зазор и у них получить нельзя, так как конусность рабочих поверхностей изношенных деталей 0,066...0,060 мм и превышает допустимые значения в 5...7 раз, что приводит к снижению ресурса узлов, отремонтированных методом перекомплектовки.

3. Повысить ресурс отремонтированных гидрораспределителеП можно восстановлением деталей сопряжения "золотник - отверстие когпуса". Сложившаяся традиционная технология аналогичных сопряжений заключается в хонинговании отверстий до удаления следов износа и нанесения слоя металлопокрытия на золотники.

Расчета показали, что для восстановления требуемого зазор* р сопряжении достаточно увеличить диаметр золотников на 0,075...

0,300 им. Исходя из этой величины слоя металлопокрытия, опреде-лешшх требований к золотниковой паре, наличия термопечей в РТП, предложен новый способ восстановления золотников - алитирование.

4. В диссертации рассмотрены: условия, факторы и механизм диффузионного процесса; влияние скорости поступления атомов насыщающего металла и скорости диффузии на структуру и величину слоя металлопокрытия; термодинамический анализ ведущих реакций процесса; теоретические предпосылки протекания диффузионного процесса, с учетом которых разработана математическая модель для оптимизации режимов процесса.

5. Предложенный состав диффузионной смеси позволяет повысить качество обработки изделий за счет повышения глубины диффузионного слоя; производительность процесса за счет большей, активности смеси на 40...80^ и экономить электроэнергия и газ на 50...60^.

6. Металлографический анализ показал, что исследованные алюминиднне покрытия на конструкционшх сталях 35, 15Х, 46X имеют характерное для покрытий, полученных в смесях высокой активности, строение из трех зон с содержанием алюминия соответственно: 30...35^, 12...13* и б*. Ото подтверждает, что основные Фазовые составляющие алшинирол&ншго слоя по зонам следующие: алюминкд /"СЛ^ , инторметаллид и твердый растьор алюминии в • -У -/-'в .

7. Стойкость к схватчнанию алитировьннпх золотникон ь 3,3 — 3,5 раза выше. Это обусловлено меш сим коэП>'-: иеьто:: трения на 8...17"' по сраьн»нкп с серийш ми и наличием ы.я.шнхл ь поверхностном слое, котчрйй способствует :-тя;ду т-.;;1ла кз гяы трения, тек как схвативши; начинает';.! яри т ;м::-:рьгл ?. и.1-/. 10.. .20°, чон / бгп г.1-

8. В качестве окончательной обработки выбрали доводку притиром с последующей разбивкой золотников на межремонтные интервалы, так как это позволило, но сравнению со шлифованием, уменьшить припуск на обработку в 10 раз и в 5 раз улучшить шероховатость поверхности.

9. Алгаминидшлй слой металлопокрытия имеет микротвердость 6000—8000 МПа, что обеспечило хороиую износостойкость. Стендовые ресурсные и эксплуатационные испытания показали, что алити-рованные золотники имеют ресурс на уровне серийных.

10. Предлагаемая технология восстановления золотников внедрена на Борском РТП Нижегородской области с расчетным экономическим эффектом более 25 тыс.руб. при программе восстановления золотников 35 тыс.шт. в-год.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Оптчмязацч-т р^ - гмп алитирования при восстановлении деталей гидроагрегатов // УТ научная конференция молодых ученых Волго-Вятского региона (Тезисы докладов). - Горький, 1936. -

с. 148. (Соавтор Е.А.Лисунов).

2. Обоснование и оптимизация режимов алитирования как способа восстановления деталей // Обеспечение надежности при ремонте! сельскохозяйственной техники. - Горький, 1988. -

с. 21...26.

3. Выбор метода лабораторных исследований на износостойкого- // >11 научно-техническая конференция молодых ученых "ч\-,: о-Г -'текого региона (Тезисы докладов). - Горький, 1938. -

. ' \ . '00.

4. Ресурсные испытания золотников гидрораспределителей, восстановленных алитироваииеи (IX научная конференция молодых ученьгх и специалистов Волго-Вятского региона : Тезисы докладов. Часть Ш / Горьковский университет. Горький, 1339. - с. 53.

5. Исследование пзносов и разработка метода алитирозгмшя при восстановлении золотниковых пар гидрораспределителей. /Сборник трудов !ШСП. Москва, 1939. - с. 15...19 (соавтор Е.А.Лисунов).

6. Исследование износостойкости алитнроЕзшшх деталей. //Надезшость и обеспечение работоспособности сельскохозяйственной техники. /Сборник науч.тр. - Горький, 1989. - с. 15...19.

7. Исследование структуры покрытий деталей, восстановленных агитированием. // Надежность и обеспечеш;е работоспособности сельскохозяйственной техники. /Сб.науч.тр. - Горький, 1939. -

с. 50...53. (соавтор Е.А.Лисунов).

8. Химический и структурно-фазовый состав алитировашгого слоя восстанояленнзгс деталей. "" Надежность и обеспечен.)« раг:,»« тоспособности сельскохозяйственной техники. / Сб.науч.тр. -Горький, 1990. - с. 46...49.

9. Оценка износостойкости ал:-о:;:шидных покрытий в прчцг.зи-онтм парах. / У Всесоюзная научно-техническая кои^еренцил "Триботехника - машиностроению" (тезисы докладов). М. 1991. -с. 7-1...75 (соавтор Е.А.Лисунов).