автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение ресурса дизелей фрикционным латунированием шеек коленчатых валов в ремонтном производстве

■ ■

МОСКОВСКИЙ ОРДДОА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЬНАМИШ ИНСТИТУТ ИНЖ&НЕРОВ ШЬСКОХОЗЯЙСТВЫШОГО ПРОИЗВОДСТВА имени В.П .ГОРЯЧШ1А

На правах рукописи

БАЛАБАНОВ ВИКТОР ИВАНОВИЧ

УДК 621.82-1.32.004.67 + 621.89.099.6

ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА ДИЬКЛКЙ ФРИКЦИОННЫМ ЛАТУНИРОВАНИЕМ ШЕЕК ЮЛ НИ ЧАТ ИХ ВАЛОВ 13 РЕМОНТНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Специальность 05.20.03 - эксплуатация, восстановление и

ремонт сельскохозяйственной техники

Автореферат

диссертапии на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 19Э2

Работа выполнена ни кафедре материаловедение Московского ордена Трудового Красного Знамени института инженеров сельскохозяйственного производства имени В.И.Горячкина.

Научный юуководитель - доктор технических наук, профессор

Потапов Г.К.

Научный консультант - кандидат технических наук

L-ыстров В.Н. •

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Полячрнко A.B.. кандидат технических наук, профессор Ачкасов H.A.

Ведущая организация - Главное управление механизации и

электрификации Минсельхоза Российской Федерации

Зашита состоится 1993 г. в /3 часов на

заседании специализированного Совета К 12.0.12.03 Московского ордена Трудового Красного Знамени института инженеров сельскохозяйственного производства имени В.II .Горячкина.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Ваши отзывы и замечания по автореферату в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу: 127550, Москва, ул.Тимирязевская, дом 58, МИИСП. Ученый совет.

Автореферат разослан " 1992 годя

Ученый секретарь специализированного совета кандидат экономических наук, ,

доцент ••'••'/'' В.И.Осипов

OBulAfl ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность ге мы. В маетояа'<ее время расходы иг) ремонт, техническое обслуживание и хранение техники я •) рала нренчпиаш затраты на ее производство, К*и едено на споцигяизгро ванных предпри>тых агропромышленного комплекса (АПК) ремонтируется белее 740 тыс. трпкторов и свыше V. шн. различных двигателей. Анализ результатов пкеплуатации тракторов показывает, иго '■]']... 45t отказов приходится на двигатели. ПослеремонтныЙ ресурс диреле», постулатах п хозяйства, составляет 35...-ЮТ, от нормативного ресурса новых дизелей. Из них ло 50'?,, выходят из строя вследетиии наступления предельного состояния соединения "шейка-Бкладыы" кривошипно-шатунного механизма., ti српзи с чтим, повышение ресурса дизелей и ремонтном производстве па смет применения фрикционного латунирования шеек коленчатых валов с последующей приработкой при обкатке полученных износостойких покрытий на ыотогашх маслах, содержащих металлоорганические присадки (МЛ) - является актуальной задачей.

Работа выполнена и соответствии с ранен действующим Постановлением СМ СССР 'г- 359 от '¿0.03.87г. "0 мерах по широкому использованию в наролно« хозяйстве эффекта "беэыоносности" и программой научно-исследовательских работ Государственного заказа Главного уп-. равления ВУЬоя ЙЗинеельхоза РФ У 7Э-34-5М.

Цель работы. Разработать и исследовать ресурсоисвышаилцуп технологию фрикционного латунирования шеек коленчатого пала двигателя СВД-62.

Объект исследования. Финишная антифрикционная безабразивиая обработка (ФАБС) шеек коленчатого вала дизеля СЭДЦ-62.

Общая методика исследований содержит: анализ условий работы соединения ."шейка-вкладыш" дизеля ПОД—62, включая изучение факторов, влияющих на износостойкость деталей соединения; оценку применяемых в ремонтном производство методов восстановления коленчатых валов дизелей; анализ путей повышения износостойкости соединения "шейка-вкладыи" на основе технологий и материалов, реализующих избирательный перенос (ИП) при трении; теоретический анализ и экспериментальное обоснование возможности применения фрикционного латунирования шеек коленчатых валов в целях повышения износостойкости соединения; комплексную методику исследовании, включающую лабораторные, стендовые и эксплуатационные испытания разработанней технологии с применением современных методов анализа химического соста- .

rta матеииалор; экспериментальную разработку ФАЕО шеек коленчатых валог и се тгхнико-чкономич.'скую оценку.

Научная новизна ааклпвдо.ген я теоретическом обосновании и эксперт,н-нтаяжом гюдтгеръиении эффективности Фрикционного лату-нииования шеей коленчатых иолов; в сознании условий для интенсификации процесса насыщения поверхности алюминиевого антифрикционного вкладыша модью п результате совместного использования фрикционного покрытия ид м1Ч!мого сплава на ¡лейках коленчатого вала и меньоргангли ских присядок к моторных маслах, что переиодит соединенно в режим раб отп п услорияг ИИ при трении; в определении оптимальных концентраций МГ. для данного соединения и разработке ноной технологически!! гицкости и устройства для фрикционно-механи-ческого нанесения покрытий на шейки коленчатого вала. Новизна решений подтрертчдрна положительными решениями Госкомизобретений РФ по заявкам на изобретения .V ')?4b3I5/№, *i 502Э430/26.

Практическая значимость работы. Разработана методика трибо-техмичсских игоыгомкй кокструщиокных и смазочных материалов (СМ) и режиме "нуск-останов". позволяющая до 10 раз увеличить интен-сигност'. изнашивания опытных о^i)аn11 о£i и сократить время проведения лпворг.торных исч'ледгжяшй. Разработана технология, включающая в собя нанесение фрикционного латунного покрмтн.ч на шейки коленчатого вала с использованием специального инструмента, яф{активной технологической жидкости и медьс} гянической присадки, применяемой в качестве цобаини d .моторное тело в процессе приработки нанесенного покрытия при обкатке пизеля. Разработанная технология полностью исключает задир лог^рхнгстой грения, снижает износ иеталеМ соединения "шейка-пклаирчи" в 1,6...2,0 рпза и сокращает в '?.. раза продолжительность приработки деталей в период обкатки.

Пути реализации работы. Розультчтм исследований могут быть использованы на сельскохоэяйстьенных: ремоптно-транспсртных предприятиях (РТГ1).

Внедрение. Разработанная технология вчепрена на РШ "Мэткр-ское" Липецкой обл. (двигатели СМД-62, , на Ростокинском

ремонтном заводе Мособлягропрома РФ (деигатрли СЭД-60 н его модификации, RABA-MAW 2IE6) и в ДТП 'Пенгавтотранс" (двигатели ЯМЗ-238). Выпущен рукоьодпП1Ий технический материал для использования разработанной технологии в системе !,1ш<сельхоза РФ - РТМ 10 РОССИЯ 01.0018-92.

Экономический эффект от внедрения разработанной технологии

на РШ "Матырекоо" Липецкой обл. составил в ЮЛ г. I-Я ,623 тыс. рублей при программе ремонта :Ю00 пяиг атюн'и н год. Ср-.шнитель-нь'й экономический эф{ект ос пненрения технологии-, рассчитанный по методике, разработанной г» на*,* мм .'.П.Г"гячкинч, составит

за расчетный период (<Г> гиг) тыс.ру!*. (я ценлх 1£>?0 г.).

Апробация работы. Осноншй? полутени/, (лйаги дологены и пь-сугдену на:

- ноу ниш конференция--: про|юссп( ск-ч-нр'шодп тг<н; ькногп состава, научных работников и аспирантом .ШШСИ имени Я.ПЛ'орлчкииа и 1901. ГОС'2 г.г.;

- областной научно-технической кпИприин«'. "Объективность использования машиностроительного оборудовании'' и Мордовском государственном университете шд.П.11.Огарева, г.Саранск, 193Г г.;

- научно-техническом сечинарс "Эффективные технологически'! процессы и оборудование- для восстановления ..и упрочнения деталей машин", ПДНТИ, р.Пгнся, ТЭУ1 г.;

- Всесоюзно'; научно-технической Кокфртвнц,<»и-',И1-Ч1осостойкоо,!,к машин-'Л", г.Прлнск, г"'Л г.;

- школе передового опыта, проводимой ИДН*< СССР и ВНПО "Р^м-деталь" в г.Москве, кДНХ СССР, !'.Ю1г.;

- Международном семинаре "Избирательный плоеное и фрикционные покрытия", "Безызнсеность-О!", г.Москва, ГлН г.

П^^тикащ^. Результаты диссертационной работы нояли в О ье-чатных работ, один научно-исследовательский отчет, зарегистрированный в ЦРНТ1". Полутчо два положительных решения Роскомипобре-тений Р1-' по заявкам на изобретения.

Стр.у}(т.ура и объем работы. Диссертация состоит из ввеценич, семи глав, общих выволов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на стр. машинописного текста, содержит 42 рисунка, Л таблиц, библиографию из I16 наименовании.

С0ДИРЖ/1НИ8 РАБОТЫ

Состояние вопроса и задачи Е.селедовани".

Ресурс двигателя СВД-62 по чанным эксплуатируемых орган»! зс-' иий определяется ианосостойкостьи цет:<лей цклиндро-поршчеяпй группы (ЦЛГ) и кривошипно-шатуннсго механизма (шВД. Анализ данных РТГ! показывает, что до 50$ отказов у дизелей приходится на соединение "шейка-вклалыга", определяемых износом или зядиром по- ' верхностей трения. . :

Проведенный анализ показывает, что изнашивание соединения "аойка-вклацыа" происходит и основном о периоды приработки дизеля но время обкатки и «з периоды "пуска-останоиа" дизелей в эксплуатации. При .этом удельные давления и соединении колеблются в диапазоне 8... Г/. М>!а при скорости скольжения б...10 м/с.

Износостойкость соединения зависит от большого количества факторов. Однако, после капитального ремонта она в первую очередь определяется материалами и технологиями, применяемыми в ремонтном производство. Основным мет опои восстановления соединения "шойка-вкланыш" н ремонтном производстве является перешлифовка шеек коленчатого вала под ремонтный размер и установка новых вкладышей соответствующего ремонтного размера. В то же прем л зтет метоп имеет ряц недостатков. При осуществлении зтой технологии происходит удаление- тормопГ.раС л'анного поверхностного слоя, подрез краев -пеП, появление микротреиин и др. изменения поверхностного слоя обрабатываемых шеек, приводящих в с.вог. очереяь к ускоренному износу вкладышей.

Позшение износостойкости соединения "шеНка-вкладыш" но.чмож-мо применением фрикционного покрытия из пластичных металлов, в основном из латуни, с последующей приработкой с использованием СМ, содержали ионы :.'еди, олоьа, сниниа и др. пластичных металлов. Применение покрытий из пластичны* металлов позволяет перенести процесса, сопровогщакччие трение и изнашивание, такие как деформация, сдвиг, схватквание и ар., е область легкопеформируемой и перестраивающейся разде »игольной пленки (¡о пластичного металла. В процессе работы дета/ей с такими покрытиями на поверхности трения способны образовываться специальные защитные слой, получившие название "сервовитнзм" пленка. Реализуется избирательней перенос (¡Г;) при. трении, открытым советскими учеными /!•!'■ •Г'фкунов.ым и lf.ci.Kpa-гсльским. Нанесение фрикиионнкх покрытий из пластичных металлов на различные детали в производстве получило наименование финишной антифрикционной безабразишей обработки МАБО), к одному из видов которой относится фрикционное латунирование. Разработке и изучение ФАГО посвяшены работы известных отрчг'Степнкь.'х и зарубежных ученых:Д.Н.Гаркунова, В.КЛозовского, Г.Псльиора, Я.К.РкГ&ко-вой, Л.И.Кукееновой, £.Х.Бурумку,това, С.С.Некрасова, А.Яарчага и др. Имя установлено, что фрикционное латупираааЕше трутдхся поверхностей обеспечивает снижение в несколько, раз зцтеьспгн-ети изнашиваний, значительно сокращает проаа1*итвдшс.сс ь , пол-

ностыо предотвращает слмтиь иии» iicwH'li,CTt'i! tjtuuxch поталей ЦП Г.

Снецгний сб 1'сслепг.нан;1лх и истльпонании пниш-

ikM антифрикционной 0i.:«y.p«bKiiH-ti ¡.орл^.лкк ;u талой ¡-рии- иши'-шитунного механизма сел ы:К''Ч> .¡»'НеI :.<.ш>i»>. hHnom и и лпто'['.турьих

ИСТОЧНИКаХ lit. ПОСТ ПТЫчГ itЛ А |!Ч li.HJ'u (ОГО Г} : 1VI 1U' H.1.1 il Практики.

'ИБО Uii't'K .{GM'H'I.VTIjX r;U(,!l !Ut:->'iH;fl 14' (МШИ ;i(.i!.V" lU'tilM и силу гейетьин иелиго prtii-ч причин, и та' число, иолицсгм" отсутствия специально! о иьигрумчк-й и оф^кпияюс Гс-хмелы и'^ских тид-костей лля фрикциспию-механичяеки! о и.-нксния кокршик.

В то же время, б ряие отмечается, что латунирониши:

стальных поиерхностей, уаГч.т«г.м;их ь-najс с (ырмкми'Пши антифрикционными сплавим», при исп.чтаниах на .»аборл'1 орних мличиах тречнн по стандартным методикам, приводит к пеналеми») .чнлирон п не лллл-етсн срелством, спижаоздм интенсипиость иэнншив'шия л<Угалей соединения.

В связи с этим, целью рао'оты явллетен разработка и исследование ресурсопоьы.ааювР технологии фрикииотюг о латунирования илек коленчатых валов пвкгателя С!.'и-<;>-.

Для ншолнешы нети работы посташо-ны следующие синовние ;*■»-

пзчи:

• J. Провноти троуятино-якст ртенгвлыюа обесноьанж- яфректни-ности'фрикционного латунирс ичния шеек колончатого вала ппзелн.

2. I заработать иомплокснуо мотопику прокзптшя лксиеричентлль-ных исследований с лспольапвчнием современних метопов анализа химического состава материалов.

3. Пронести гжсперимтгальнуп оценку процесса тренил пари "шейка-вкляциш" с покрытием из пластичного металла на стальной поверхности и применением металлосрганических присалок в см&зшюхм'.ем моторном масле.

4. Разработать технологию, специальную жидкость и оснастку

и л я фрикпионно-механического нанееенил покритий на шейки коленчатого пяла.

5. Провести сравнительные лабораторные, стендовые и экоплуа- • тационные испытания.

6. Расработать технологический пропепе iABO шеек коленчатого вала двигателя CMJI-62, внедрить я ироиляецство и оценить его око-номическую аф'октикноегь. . '

2. Теоретико-экспериментальное обоснований применения фрикционного латунирования шеек коленчатого шла

Для решения существующих противоречий в вопросе применения фрикционного латунирования шоек коленчатых валов необходимо рассмотреть факторы, влияющие на процесс трения с точки зрения массовой и энергетической характеристик износа,

■ Рядом авторов делались попытки описания процессов изнашивания с применением характеристики "интенсивность изнашивания". Совместный анализ зависимостей, описывающих интенсивность износа, как процесс потери трущимися поверхностями массы, с зависимостями, отражающими интенсивность износа с учетом энергетических затрат, показал, что их общая сравнительная оценка может быть проведена с использованием комплекса у^То.' гд.е ~f ~ коэффициент трения, ~Ра - удельное давление в соединении.

Снижение интенсивности изнашивания деталей соединения "шейка-вкладыш" можно достичь посредством мероприятий, которые математически выражаются в следующем вине:

'frPaí>fi-Pa2, (1).

Jh{>lh2 (2),

где значения коэффициента трения, удельного дав-

ления и интенсивности изнашивания до проведе-л ния научно-технических мероприятий;

J2. ,Jq¿,M12- - эничения коэффициента трения, удельного давления и интенсивности изнашивания после проведения научно-технических мероприятий, при равных прочих условиях. Каи известно, следствием нанесения пластичных покрытий является увеличение фактической площади контакта, что вызывает снижение удельных давлений и силы трения в соединениях. Следовательно, с точки зрения массовой и энергетической характеристик износа, наличие на поверхности шеек коленчатого вала фрикционных пластичных покрытий однозначно приводит к снижению износа деталей соединения.

Проведенный теоретический анализ показывает, что разногласия в вопросах применения фрикционного латунирования шоек коленчатых валов обусловлены и причинами другого характера, В ряде случагв, при■проведении триботехничееккх испытаний, авторами недостаточно обосновываются и воспроизводятся условия тропик, что яьляотсл

следствием отсутствия аргументированных режимов испытания в условиях ИП, специальных испытательных установок, а также несовершенством исследуемых технологий.

С целью экспериментального подтверждения возможности фрикционного латунирования шеек коленчатого вала для повышения износостойкости деталей соепинения "шейка-вкладыш" проведены лабораторные испытания в соответствии с ГОСТ 23.224-66, Фрикционные латунные покрытия наносились на стальной диск из стали 45 ГОСТ 1050-08 латунью Л63 ГОСТ 17711-60 s среде глицерина ГОСТ 6259-75 (по а.с. .№ 11.5744 СССР, метод Д.Н.Гаркунопа и В,Н.Лозовского) при удельном давлении натирающего инструмента Р - 80 МПа и скорости скольжения V= t,6 м/с.

. Сравнивались интенсивности изнашивания пальчиковых образцов из алюминиевого антифрикционного сплава A0-20-I и коэффициенты трения в паре трения с пластичным покрытием-и без него в зависимости от удельного давления в зоне трения (рис.1 и рис.2).

Испытания проводились при скорости скольжения \/=6,4 м/с, подаче СМ (3. =8,5-Ю"9 м3/с и продолжительности испытаний t = 3600 с. Экспериментальные исследования показывают, что действительно в интервале нагрузок7а. -3... 7 МПа отмечается зона неэффективности применения ФАЕО, свидетельствующая о недостаточном инициировании Ш1 при трении, а также мал™ влиянием механического фактора (Ра.) на процесс перехода меди из кристаллического состояния в ионное, ее переноса на поверхность алюминиевого антифрикционного сплава и образования "сер-вовитной" пленки.

G целью активации процессов образования пленки, в СМ проведе-» но экспериментальное введение Ш, содержащей в своем составе ионы

Рис.1. Влияние ИП на износ образ цов в зависимости от удельного давления Ра. :

1-испытания на масле М-10-Го;

2-мспытания с покрытием ФАБ0 на масле М-Ю-Г^;

3-испытания с покрытием ФАЕО на масле М-Ш-1'2 с МП

- й -

Гос.Я. Ib.nmuu.- ИГ! ич /("•{«¡.«•тссг трении / и аапясимосги tl'i yn«-j!|..lOi г !ПМЛ<-НИн/й. :

1 -испытания на масле ;,1-1J-FV,; '-испытания с покрытием ,'ЛБО на масле* M-iO-I. ; о-испытании е покгпгпгм ГДБО на масле м-ю-Гп с ;.;п

мочи. Нлмцеч'шщич ИЛ (-ч'ла вента и соответствии с литературными данными.

Мроведеннио испктпмк.) показали, что еовм'стноо использование фрикционные латучш.к покрытие ко модны,< солавов и СМ, совершали* в своем составе моцьоргамичоскне присадки, супесгтшо изменяет характер кзнпширшги«' со сни*"пксм интенсивности износа по Г/)-5* •Ю--' (м/м) jtr-и упплышх яавлин'нх и скоростях, соствотстпующих эксплуатационным в соединении ''шеРка-пклангаыш" дизелл СМЗ-62 (рие.1, зависимость 3).

3. Методика •жепооиу'-'п гал i чы< несло nmi'Hii

В работе при;,1, с иена ьч.мплскснач мсгопика неведения пкеиери-меьтальных исслодопаний, включающая:

- лабораторныз испытания кечетрукцишных материалов -соеаинг-ния "гаейча-вкладыщ" с покрытием из пластичного металла с применением МП;

- сравнительные лаборатории- испытаний при разработке технологии;.

- трехфокторный эксперимент по ога-сделеии« влияния режимов испытания и концентрации Ж на износ алюминиевого антифрикционного сплава ;

- стендовые испытания двигателей с использованием раэрабо-

_ о _

тлимой технологии;

- эксплуатационные испытания цнмгптрлр.1 исиольпсгэнигм рчп-работанноП технологии.

На основании литературно-патентного анализа и ряда ир-ч:зрительных ИССЛШ10В 1ЧИЙ Предложена МО'Ч'ДИКа. .<ТЛИ"ит<)лм1';и • с.!''иМ1:!СТЬ" которой является прожитие лабораторных триботохничоских игпр а-ний и режиме "пуск-четпнон".

В зависимости от задачи исследования, сравнительные л.чг.'.рптор-чые испытания проводили на медерннзиротнной апгорсм работу »».••тет«« трения АБ-5М в режиме приработки и режиме "пуск-еечнчоп". '•'»р.ч.ч'.ь* пар трения- изготовлялись из конструкционных материален сеодинишя "сюйка-вкладыш" двигателя С.Ч:1,-'>:. Пальчиковые об) а.пи,' и.и-'.ттч'пись из алюминиевого антифрикционного опдапа , а циек'Ч'Ь«1 чз от--

ли 45 с поверхностной твердое! ыо НЯС Ы!. Лрикиипннне латунные покрытия и.? латуни ЛОЗ наносились на дископм? образец ори пом,'«ни машины трения АЕ-5М. Триботехипчеокио испытания црп-очи>"с:ь о иеполь-:ю?анием моторного масла М-]1)-[\, и ого композиций с "П МКМН1., приготевленпычи р соответствии г тр^егишлми и роксМ'->Ч1<ичич::и производителей.

Д1Я проведения испытаний по определению ннсч.Ю'МК!ч ич'еруноети вкладыта мсць»>, автором проронена частичная модернизация о^зпнфрчк-ционного рентгеноспектряльн'ч о м'лли:ютгря "РА1 С-3" , нпик- ли мча») регистрировать относительно«? изменение сипергшшч -/"пи 'к-за .цинка и свинца на поверхности тр°ння нлрмшни-псг" сплава. ;'«с«»»г»1>»т1-> • поверхностей трения ощопелилссь после испытамил без применения технологии, после использования латунных искритиИ и >41.

После проведения испытаний по определении.! шсакцсни.1 порррхнос-ти пальчикового образца моп.».»\ провали.* >сь визуальное изусио и фотосъемка поверхностей трении на прнбп)*? "Неофот-^]".

Определение влияпи.-. Джимов испытаний и концепт опции МП на износ антифрикционного' адгшниопвго оплат про ьоркти о пепользопачи-ем тргг'факторного полного эксгертфита.

Микротвердость замеряли на приборе ПмГ-П п соответствии с ГОСТ 945'.'-70.

процессе проведении с рапа игольных лаопраторпых испытаний технологических сред оценивались:

- разработанная автором технологическая жидкость (ЛП-2 по положительному решении Роскомизобрг-тений РФ »; 49-1?ЗЕ8/26 ТУ 95300-2-6-078-91 ;

- технологическая лмдкоеть ГРГ-Х, разработанная в ФРГ профос- •

ром г.Польцером.

В процессе проведения сравнительных лабораторных испытаний разработанной технологии исследовались:

- разработанная технология, включающая нанесение фрикционных латунных покрытий на шейки коленчатого вала в технологической жидкости СФП-2 ТУ 95300-2-6-078-91 с последующим применением МП МКФ-Т8Е;

- технология восстановления коленчатых валов шлифованием под ремонтный размер.

Испытания проводились при моделировании двух режимов работы соединения "шейка-вкладыш":

- в режиме приработки, для оценки эффективности технологии в период обкатки;

- в режиме "пуск-останов" для оценки эффективности в период последующей эксплуатации.

Испытания в режиме приработки проводились в течение's* =3600 с, подаче СМ (Q, =8,5»10~® м3/с, удельном давлении Jh. =10 МПа, относительной скорости скольжения V" =-6,4 м/с. Температура в зоне трения измерялась термопарой ХК и непрерывно записывалась на ленте потенциометра КСП-4, Величина момента трения измерялась с помощью специального устройства и непрерывно записывалась на ленте потенциометра. Износ оценивался весовым методом на лабораторных аналитических весах АД&-200 с точностью 0,0001 г.

Сравнительные лабораторные испытания в режиме "пуск-останов" проводились при удельном давлении Ра. =10 МПа, подаче СМ равной =8,5- 10~^мэ/с, дисковый образец разгонялся до скорости "V=6,4 м/с, после чего двигатель машины трения автоматически .отличался. Испытания продолжались до достижения 1250 циклов "пуск-останов" с регистрацией износа весовым методом. • .

Стендовые испытания проводились на обкаточно-тормозном стен-, де КИ-5274 ГОСНИТИ в условиях Ростокинского ремонтного завота (РРЗ) и РТП "Матырское" Липецкой обл. R процессе стендов!« испытаний оценивалась разработанная технология, включающая фрикционное латунирование шеек коленчатых валов двигателя СВД-62 в технологической жидкости СФП-2 и применение в процессе обкатки СМ с МП МКФ-16Е в определенной автором приработочной концентрации. Испытывались капитально отремонтированные двигатели.СМЦ-62 с одинаковыми ремонтными размерами Р-2 для коренных и Р-2 для шатунных шеек коленчатого вала.

В ходе испытаний контролировался момент механических потерь," частота вращения коленчатого вала, давление масла ъ главной магистрали дизеля на номинальных- оборотах коленчатого вала. Оценка тех-

нологии производилась по изменению момента механических потерь, изменению давления масла, величине приработки вкладышей коленчатого вала, содержанию продуктов износа (железа) в пробах масла из картера двигателя, износу шеек коленчатого пала и вкладышей, эффективной мощности.

Эксплуатационные испытания технологии проводились на двигателях СВД-62, прошедших стендовые испытания и установленные на трактора Т-150К. Испытания проводились в условиях сельскохозяйственных предприятий Московской и Липецкой областей. При катдой замене масла производилось введение Ш МКФ-18Е в определенной автором .'эксплуатационной концентрации. Контролировались следующие параметры:

- падение давления масла в главной магистрали дизеля на номинальной частоте вращения коленчатого вала;

- соцеркание продуктов износа (железа) в пробах масла из карт тера двигателя;

- износ гаеек коленчатого вала и вкладыдеИ;

- межремонтный ресурс.

После стендовых и тксплуатационных испытаний износ шеек коленчатого вала замеряли микрометрированием индикаторной скобой СРП • 75...100 с ценой деления 0,001 мм, износ вкладышей весовым методом на весах АДВ-200, содержание продуктов износа (железа) в пробах масла на анализаторе "БАРС-3" с точностью не ниже 20 г/т. Полученные данные сравнивались с результатами, полученными при стендовых и эксплуатационных испытаниях двигателей СЭД-62, прошедших капитальный ремонт и обкатку по типовым технологиям.

Обработку данных проводили методами математической статиоти- ; ки на ПЭВМ IВ!' РС/ХТ.

4. Результаты лабораторных триботехнических испытаний

Для проведения сравнительных испытаний проводили отработку режимов для модернизированной машины трения А£-5М. Эксперименты по отработке режимов испытания позволили установить оптимальную, подачу СМ в количестве 62-8,5-Ю-9 мэ/с и продолжительность испытаний до выхода на установившийся режим равную^ =.'3000 с. Нагрузочный и скоростной режимы при испытаниях устанавливались соответствующими условиям в соединении "шейка-вкладыш" дизеля СМД-62 при динамическом режиме и равняются:Ех =10 Ша, V =6,4 м/с. Коэффициент ускорения испытаний на изнашиваемость в режиме "пуск-останов" составил Ку =10.

Результаты испытаний по определении величины насыщения поверх-

- \г -

ногти пальчикового образца, изготовленного из конструкционного материала нклацышм , приьоцени на рис.3.

Установлено, нто нанесение пок-

С tili;

4В

Дам:

пипь^ы:«а го i

p.j 'шмнд V -6,-1 м/с d ■ o,s ю^'м^е

ь првдаш 1

2fl

4

12

1С,

I

зе;;,

lU-

Ьу

ГЬ

; к ■

Ü'i

151-1

i

Рис.3. Относительное, изменение оо~ лоркьнця мепи на поиерхиссти вкладами {■£)•.

1-{>«&овыЙ ьпришп'; ¿-применении МП; 3-ири.мгч(снис. пластичных покрытий; а-применоние аластичнчх покрытий и Д(ГТ.

- до испытаний; CID - после ис-.питаний

рмтий из мепньы силавс» на шейки коленчатого шла трением, при наличии н моторном масле ионов меди, позволяет интонси-фицир.иють процесс: насыщении мецью поисрхности алюминиевого антифрикционного сплава,

При совместном 'использовании мещных пластичных покрыты'* и МП • насыщение поверхности сплава АО-20-1 ь .'¿,3 разч ьим, чем при применении МП к СМ и в 9 раз вше , чем при применении только фрикционного латунирования. .. ■ '

¡з пропс ссе 'тр11ботехнических лабораторных испытаний по нахо-кценио оптимальных концентраций^] в моторном масле МП, .установлены три зоны;

- в интервале 0,05...0,3% расовых - зона эксплуатационных концентраций;

• - в интервале 0,3..¿0,8^ -зона приработочннх концентраций;

- выше 0,8% - зона высоких

(неэкономичных) концентраций.

На основании проведенных экспериментов спланирован полный трех-факторный эксперимент, с целью определения влияния режимов испытаний и концентрации МЛ на изн.'ю образцов при обкатке. Получено уравнение per ростич следующего вида:

Ih : '''Ра + 7, 'V f 4 С в й 1,5 (3)

Полученное уравнение адекватно описывает процесс изнашивания 'и позволяет сп*д«ть »мясп, что при приработке соединения изменения концентрации присадки в интерпало варьирования 0,3... 0оказывает монвж.' значе.нне на износ деталей соединений, чем факторы Pix- и V • Ото указывает на необходимость гжеиоримонталмюго обоснования

режимов обкатки дизелей при использовании технологий, рс*шизукщих избирательный перенос при трении.

Изучение поверхностей трения с применением "¡>АРС--3" и прибора "Неофот-21" поонолило выявить образование рпвиом':рипраспрс:деленнмх пленок меди нл поверхности диска и еклчцывп п уеловлчх трения с применением фрикционного латунирования и МП.

Исследование наклепа поверхности в процессе !АГО выявило образование высчжопеформированной зоны о микротверя остью до Н» '100 епи-нин и глубиной распространения до 30 мкм.

Сравнительные исгытичн' гехно-

Л

't HI

•.IS зев м

g.tg 309 и

ICS lil 1$

i t 1

F1.» -H'LtU V -6.1МС Q -1 S "У 'ы VC

Рис.4. Сравнительное испытания разработанной технологии в режиме приработки:

- разработанная технология; ям> - типстмн технология

диск: 45 лтци:м-кн ■ tHtH-iorz

Рл • 10 № V ' 6,4 М/С

Q.*8,5-10"9H3/C

Ку = 10

логических жидкпцтиП O'Mi -с и г'ГТ-I протопились п p':vi'Mc прирябитчи и и pe'fi'Mo "пуск-останов". Уста-ноплгпо. 'jto ппимпненгр Сч'П-2 позволяет уменьшить последугпЖ износ образцов I! 2,0...2,б раз.'».

Дли дчлмюйзтх испьггаииА рчб-Г!?кмпл~гкя. .vnfRwtmnaMb* и нанесет'v. плпет1/".(•,;.' ti'vpuTiift Tf цинги D Ср'Д!; '.'AW-'i С Г,. "Vif-Ц,уЮ-зм« 'лепельэоюнл;м « кпчгсч 1.0 СМ ко'/по'Д'!1И*и игттл' <.»•< fine га М- (0--Г, с (!,£•'/ .и ЖМЛ-;.

Р(.зуЛ'ЛТЫ I!Рг;(!•'■;ДС1 turn cp-jЕ>!(И--тельмы/. ксчьтаниН ра^рлботмшоЙ технология в ,:с>?.то прярнботки и prifHMC -,!tycK-OC?a!IOU" f1p!WitP,IH на риг.4 и рис.5.

Установлено, что раагоботаннач аптг,р-;м технолог!)»» обеспечивает снитеаке и»и<зеа я«>р--<оцов го срит-мэлию с типовой тег/нологией и разя п режиме ирирыбгтук и в 10 раз и более п режиме "аурк-иста-нов".

Рис.5. Сравнительные испытания разработанной технологии в ¡и;жи-

ме

750 (ОМ П„-0 «*»

пуск-останов

- разработанная технология;

- типовая технология

- и -

• Стендовое и нксвлуатационньи? испытания разработанной технологии

При и;, огк пении стендовых кеньггоний к'л Ростокинском ремонтном взводе (РК-! о^яиоьачи дне ислит.уемь'е группы по три двигателя СЦД-1.?. е ка*тюй. ¡5 ьерьуе группу входили дгигателк, л которые при серийной обор) е были ;/о,таппв;ено капеиччтые вале е фрикционными латунными пскрьти-'чи. Перед их испитнитями в моторное масло вводилась ¿г> 1г'■: я концентрации (,',{» ,у сового процента. Во втерую группу цчош'ли шшгпгрли, прогардтго капитальный ремонт по аавоцоким технологиям.

Ипьпания чокааына^ог, что применение разработанной технологии обеспечивает повыленпе зффектквнзй мощности на 8...12 кВт, за счет спмъоннн на 5... .9? механических потерь на трение. Увеличение давлении масла в главней магистрали дивелк на номинальных оборотах коленчатого вала на у первой группы дизелей объясняется более 'гт.чсстпенно;: приряСоткоЙ вклашнюй, что пецтверядастся их осмотром гюслс копит'л'УК Олсршшс продуктов ирниса (железа) в прост, х м?.сш в рае''. ни,то, е. износ деталей сопряжения в 1.5,;.2,0 раза ум.'«-'' у г,ни: агелей о, разработанной технологией.

Истггання, гров'-деннчо на ИИ Наторелое" Липецкой обл. двигателей С\',Д-6£. протгнатх капитальный ремонт с применением разработанной технологии подтвердили полуночные результаты по снижению момента мехацииоокнг потерь и поптоню ^'{фектитшой мощности.

Уко.плуатацгеннн^ испытания покаг-ыячигг, «то разработанная технологии с'-еспечиввсп снижннго? интенсивности изнашивания деталей соединения р 1,3...],Г* р^пуа, сокращение содержания продуктов износа (желела) в пробах масла иа картера двигателя на 34,а также ууеныгенле интенсивности падении давления масла в главной магистрали в и веля.

Ресурсные-: испытйнмя, проведенное з хозяйствах Липецкой области, пег,волгли уотпковшъ повжгнхп мбтогмонтиого ресурса дизелей СЦЦ-02 в ! ,4 рги-о с 2200 до 2'М0 ысо очлтв.

С. Кочет) ¡укт оу'~' '-'.о-т рх гол о гу. ю с ки' ■ ра араб етки

Гн пском.чи*.! р-1 ".ульпюв лабораторных, стендовых и эксплуатационных истигоч^й , р кпимюх в'['р"ктивность применении фрикционного .'.атуг'.!ро?>анн.Г| коленчатого пала при капитальном ремонте, был

разработан и внедр-ен в производство технологический процесс - "<£и-ншияя антиХрлкчпонная бе моря о ип.чии обработки (ШЮ) шеек коленчатого вала двигателя СЦЦ-60 и его модификаций - № 040297.02170.ООО,

Технология включает следующие операции: моечнуп, латунирование, моечную и контрольную. Латунирование т»нк колончатого m-m нроночит-ся сконструированным автором работы спорна,'!мил; инструментом. на который получено положительное решени" Госкомиао0рпт1"'и'Л (•по г.а---явке на изобретение !502Инструмент позван Д~.'М г. на ноги подготовлены рабочие чертежи. Н качестве ючиолог и"йс*оа -кипкгсти использован состав С<Ш-Я (пологительпое рс-имнис Госкилжс/.р ru:irfP РФ по заявке на изобретение f 43'Ш1б/У>). И составе ие,:о/чпояапы соли пластичных металлов, поверхностно-активные и оолеиорноу'кчдюгч яепестш:. Опытная парны уидкости о я!-2 в объеме .jo'l датг'ч« рчачи-зозяна н.а ремонтных про днрпятиях Московской и Лор.ли ' б'пеген.

Технологиче'еккр и кочг.труктивмыо роденни были i":r;-vH>.« икни-' при разработке технологий на г.редпримтинх во ремонту л'шгат'чуч' !'"<!• и RABA-MAM 2156.

7. Внедрение технологии и оценка зконем'лчоскеГ;_з;[>{к:,гт11Ы1уьти разработок

Результаты комплексных ncej оц^тнт!, конс7ру.гтгр'Ч<кх и технологических- «заработок р)тлт>чш на трсч г,»!дг,нт»<)-'*« хни-тси» и;*чшри~

ятичх.

На Ростокинском ремонтом заtone 'У.•сойлаг-р-я>пгмя i'' типологический пропеес принят при ремонте ищи атоло;! б.Мд-'1", п п ¡> м щ-Фичп-ций, двигателя КАНА-МАМ iiKvj, На Fill ' Ча--ч:рско<-'" Липецк -'i -/>л. проведено внедрение кочотрукторс:<о-т<?*чо./'оеи|'1".оькх рюрабо-ч.к поп ремонте дпигатолей С УД-62 и . И ДТП "Пензавтого.чке" рамрабоган-ная технология использована ори ремонте диига'.тлсй

Разработанной с уияетпом автора pyitopon.HJ:itIi те-хничг.скиП материал принят Главмехэлектро ^ичеелт-хоза р4> в качестве iTM ШЛ'ХСИЯ 01.0018-92.

Экономический эффо :т от 1.м"мрсмшя рюрабетамнеН технологии на .PTI1 "Матырское" составил в 1991 году 111,623 тыс.руб. при программе ремонта 2С00 двигателей в год. Сравнительный ¡»гаюшпсокиМ гвЭДюкт от внедрения технологии, рассчитанный по мегенке, разработанной в МИИСП им.З.П.Гсрячкина, составит зп рдслю.тный пегиоц (С, лет) ¿125,3 тыс.руб. (з цепах 1990 года).

0БИ;ИЕ ВШ0Д1»

I, В работе показано, что фрикционное патуниропание гаеок коленчатого вала позволяет повысить ресурс диоелч за счет создания и поддержания в процессе эксплуатации разделительной пленки из пластичною металла в соединении ."шейка-нкладьи".

2. Теоретико-зкспориментальньм анализом установлено, что совместное приме пение пластичных покрытий из медных сплавов на стальных новорхпоетях и мецьоггашпкекик щч^заск к смазочным материалам позволяет г.начи"'е;гьчо см:.,и i> и ;т чгсинпость изнеживания «падминиево-¡о аитифрикци-«мог о сплава и расширить зону эксплуатационных нагрузок на Z .<'!...;!, 5 МП л,

■ i. ¿'cTfiit.wioHo, что нанссрниз латунных покрытий на шейки коленчатого аг>;п треягем, при наличии в нсторчои чзсле ионов меди, существенно изменяет характер изнашивании деталей соединения "шейка-вкладыт". Процесс изнашивания алюминиевого антифрикционного сплава в от их условиях сонровгишасгоя увеличением содержания меди на его по верх ноет;: л 2,3...9,0 раз и сни.т»>!и?м интенсивности износа в 2.0..рапа.

A. F'SPpafîoTBHiiNC технические егеаства и методика проведения лаборач ерчых триботехническнх испытаний на износостойкость позволяют коп&лиротть услосич трения при пуске-останове дизеля и до 10 раз сократить и.\ прсгол.тиггльность.

5. lia ocuow триботячнических испытаний с. использованием полнофакторного эксперимента определена оптимальная концентрация метал-лроргч'.иннскоИ присадки 10Е и моторном масло для приработки равная 0,5 ьгеового процента. Концентрация присадки в дальнейшей эксплуатации дизеля равна 0,1 весового процента.

0. Проведенные лаборатории« триботехнические испытания покрытий, нол,ученных фрикционным латунированием стальных поверхностей с использованием технологической жидкости СФГ1-2 (положит.решение Рос-ксмизобротений РФ 4245315/26) и жидкости FFT-Ï, производства Ш\ выявили снижение износа алюминиевого антифрикционного сплава в 2,5 раза при использовании разработанной технологической жидкости.

V. В процессе лабораторных испытаний установлено, что совместное применение покрытий из медных сплавов, полученных с использованием технологической жидкости СФП-2 на стальных поверхностях, и модьоргачическоИ присадки i.lifJ-ICE к моторному маслу M-JO-Pg обеспечивает снижение износа деталей соединения "шейка-Бкладьпн" в 2,5 разе при испытаниях в режиме "п,уск--остаиов".

•В. На основании проведенных исследований разработана технология, екля<ю»вая и себя нг.нессние фрикционного латунного покрытия в среде C'MÎ-Й ТУ 45300-2-6-070-9Î с последующей прктаботкой• полученного покрытия и мотор!юн масло с металлооргаиичеекой присадкой.

• р. Стендерыо кспьтйния позволили установить, что применение разработанной технологии, обеспечивает снижение износа соединения

"шейка-вклацыш" в 2 раза с повышением технических характеристик испытуемых двигателей СОД-62,

10. В ходе эксплуатационных испытаний установлено, что ресурс дизелей СЦД-62, прошедших капитальный ремонт и обкатку с применением разработанной технологии, повысился в 1,4 раза но сравнению е киселями, прошедшими капитальный ремонт по типовым технологиям мотороремонтного запода.

П. Разработан и передан в производство технологический процесс "ФАЕО шеек коленчатых валов'1, включавший использование специального инструмента Д-(Л (положит.решение Госкомиэебретенкй РФ ,r' 59V9430/2ñ) и технологической жидкости СФП-2 ТУ 95300-2-6-078-9!.

12. Разработанный технологический процесс внедрен на Р'ТП "Мчты-рекое" Липецкой обл., Ростокинском ремонтном запело Мособлагропрема РФ и АЛТ "Пенэавтотранс". Выпуп^и РГМ для использования разработанной технологии в системе Минсельхоза РФ - Ff'd IU РОССИЯ 01.0018-92.

Экономически! эффект от внедрения разработанной техно лог-,.; на Г>И "Магырское" Липецкой обл. составил в Í99I году 141,023 "ыс.руб. при программе ремонта 2000 двигателей в год. Сравнительный экономический эффект от внедрения технологии составит за расчетный период (б лет) 2125,3 тыс.руб. (в ценах 1990 г.).

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1 . Влияние финишной антифрикционной безабразипно". обработки нз механические свойства поверхностных слоев обрабатывает« деталей. Изд-во !!ДНТП, Пенза, 1991. С.62.

2. Финишная антифрикционная безабразивна;; обработка mt-чк колен-частого вала тракторных дизелей. Изд-во МГУ, Саранск, 1991. С.47. (Соавтор Прилепин В.А.).

3. Наклеп поверхностных слоев обрабатываемых деталей в процессе фмни'пной антифрикционной безабразипной обработки/Тезисы докладов ЕЧТК "Износостойкость магаин-91". Изд-во БрТИ, Брянск, I9SI. Ч.1., с.165.

4. Исследование наклепа подповерхностных слоев .стальных 'деталей

в процессе финишной антифрикционной безабразипной обработки//0'С.научн. тр.;.ШСП. -U., 1991, С.5...58 (Соавтор Потапов Г. К.).

5. Разработка и применение методов повышения износостойкости деталей сельскохозяйственной техники на основе использования эффекта безызносности (избирательный Перенос при трении). Отчет о НИР, '№ гее, регистрации 01860053205, инв.Р 02.9.20011908.-М. ,№№1,1991. 49-е. (Соавторы Потапов Г.К., Гаркунов Д.Н. и др.).

6. Особенности проведения лабораторных испытаний материалов сопряжения "шейка-вкладыш" тракторных двигателей в режиме избирательного пореноса//Т)езызносность-92",Ростов/Дону Л 932. (Соавтор Быетров S.H.).

7,6. Полож.реш- Госкомизобретений РФ (МО'153Г5/26,??!.'0294C0/2Ó."