автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Технологический процесс восстановления внутренних шлицевых поверхностей местным пластическим деформированием (на примере шлицевой ступицы ведомого диска сцепления дизеля A-4I)

ЧЕЛЯЯЯКЖШ ГОСУДАРСТВЕН™ ЛГТОМСКШЕРНК'Л УШФтЖГ^'

На правах рукописи

ОГНЕЗ Игорь Геияодьович

ТЕХНОЛОгаЧЕСНШ ПРОЦЕСС ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ШЛШ1ЕВ1К ПОВЕРХНОСТЕЙ МЕСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДКЮРММРОВАНИЕМ (но иримэрэ тлицевоа ступицы ведомого диска сцоплшгая дизеля А-41)

Специальность - 05.20.03 - оксплуатпщи, восотаноштошо и ремонт свльскозсозяйстгснной тезтшга

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание' ученой степени кандидата тэптеаетх наук

Челябинск, 1992

Работа выполнена на кафедре "Ремонт машин" Челябинского срдыю Трудового Красного Знамени государственного агрошвенерного

университета.

Научный руководитель: - кандидат технических наук,

профессор

Г. А. ТОЩ

Научная консультант: - кандидат техшедскт. наук,

доцент Г.3.СЕРЕБРЕННИКОВ

ОЗивдальяыа оппоненты: - доктор технических наук,

профессор А.В.ПОЛЯЧЕНКО - кащкдат технических наук, доцент Г.К.ТОРБЕЕВ Водуд-зе предприятие - Всесоюзный наушю-исслодсве тольсшй технологический щ статут восстановления изно-иешшх деталей (ВНИИВВД)

Задета' состоится ".И&Л'Я. .1952 г. в -чае, х

оседании сдацкалкзкрсввкного совета К 120,46.03 ЧеллЗжзспого ордед Кодового Красного Знэмеыс: государственного огроижанерного улета (454050, г.ЧьлггЗднск, пр.им.В.Й.Леканз, 75).

П диссертацией мошо ознакомиться б библиотеке ундверсдтес

Автореферат разослан г.

Учвшшй сексетярь специалазарованного ■ А'-л

-у/,:,

соватч,к5к,/|-.'дэт техничеаглх пагк, додан г <' 1' ' ' В.А.ОТг

Робота выполнена с соответствии о общесоюзной научно-теяш-кой программой не 1986...1990 гг., утвэрвдоипой постановлением Го-арстввшюго комитета СССР по науке и технике от 30.10.85 № .0.51.II:"...разработать п освоить прогрессивные катода оргрггсг^-

, Т93СНОЛОГИЧЭОКНО ПрОЦЭССУ II ОбОрУДОВйТГСО, ОбОСЯ0'ШЗО!С;М ПОВГОО-

уровня использования, тэззшчоского соол;.-[-л ц у.::-.мха тракто-, автомобилей, сэльскохозяЯствзтшх маши, тахшлогичоского обору-гакя пэрерабатываклэй лроштшшости и восстановления изношенных 1Лвй" л темой Ш? ЧКМЭСХ (хоздоговор Й 32-84). , Цель исследования заклшаагся в швияения надегяости -ходовой я тракторов я сельхозмашин разработкой ресурсосберегающей техно-га восстановления внутренних илкцэвнх поверхностей местным ответили деформированием.

Объект исследования.Тоатлопгшский процесс восстановления решгах штцев шстиш пластическим дефоряфованкон.

Предает исследования.Раскрытие закономерностей устранения сов рабочих поверхностей внутренних пляде в при местном' пластичес-деформировапии.

Научная новизна и практическая ценность работа.заклячаэтся в ?вдом: •

- выведено теоретически к подтверждено экспериментально, что ?лее целесообразной схемой дэфорглировтшя при восстановления гнутее и липовых Ьоверхноствй являемся перераспределение металла с ме-звгрушнншс поверхностей дэтали к местам износа, одновременно ко шлицам дотзли.При данной схеме обеспечивается наиболее ^олноо 'еновлвгош геометрии плшав при сохранении целостное--' во' тола детали посла деформирования.

ОБЩАЯ Ш>АКТЕРКСтаКД РАБОТЫ

Актуальноать теш. Одной из первоочередных, задач яел; обвепвчэшв населэиий страпк сальснохосяйотвэтшмя продукта! в I 2одак£»д количестве .Решение датой задачи' возыоетэ только при евэд в производство ингенсиокш: технологий одздашванкя ¡земледелия к вот-новодсхва, что шдзт к повпшетюпу кзвдеу сельскохозяйсиюнясЕ хникэ, поломкам л шкоду мзшах из строя.Следовательно, поЕоешо чества ремонта сальскохозяйствоигой техники, разработка и внедрен производство носах способов ремонта н кзгодов Баастянозлзняя явлл ватной народа охозяйогвешой задачай.

Одам из шибслоэ распрострзионних соединений, во многой р'ЭДвЛШЦЖ.5 росурс ходоесЛ части к швдш в целом, являются вдш создшюкшьВ процессе элсяяуетедш, детали этих соедкнокпй прпобр вт большое колзчоиво ралкэобразшх дефектов: износ рабочих позор стой вубьев ступицн н вала, смятие л поломка эубьов, заедашю к т

£дя устранения хшспэрячислаичгх дронтов у шлпцэшх вс разрнботени достаточно &1£сктявйаз способы восотоаошотт. Техпроц Еосстакоалзцул шузрешш: юзвдоз Гфсдотавлэш гораздо бздаоо: он ллокшой частя У дотжх или нкииркв шзцег. Причем в' обоих слу глого штолла пэреводоюсь в струи-су при дилыюйлей шхашчеекоЛ раОоисо.Так т прьтепшохсл коюдй госстегговлеотя на оонозо ллосп; кой дефоретщк, ко к от- ямсл* ряд крупных недостатков.Оаедизат по, иробт—1 создана ргоурсоз&'ргокгзй тезичояотия. восстваовл шутрэимх шипев о;:<л;;1зтс.кьчо иг рош^ца к трсС/от сс-рьзг.ччх ксся вшпгй.

Практическая ценность рнботи заключается в том, что рэмонт-зму производству предложена технология восстановления внутренних по~ эрхностей, поашлярлцая повнсигь их псслоремзнтшй ресурс и економи-зоют болеа выгодная по срэшэщпя с существует!!,«!.

.Реализация результатов исследования.Тохничоскзя док- —" т-т . ■ т ч з оснастку и технологический процесс принята для дальней».м"- тсяоль-зваяия заводом "Актюблясксвльмяш" и ЛебяиьонсааЕМ ремзаводом Кургая-юй области.

Апробация .Содэржшио и основные полоз:ения работа доложены и ;обреш: .на научно-технических конференциях профзссорско-лренодава-(льского состава ЧйГОСХ п 1987...1990 гг., Алтайского сельскохозяйс-¡ешого института в 1983 г.. Ижевского сельскохозяйственного инсти-"то в 19В8 г., Свердловского сельстохозяйственного института в 1939 , Куст'штйского сельскохозяЯствегагого института в 1989 и 1991 гг., I Всесоюзной научно-технической конференции в г.Тамбове в 19Э0 г., ' меидунородной конференции стран СОВ и СФРЮ в г.Пятигорске в 1908 г

Публикация.По результатам исследования опубликовано 6 науч-[X статей.

Объем работы. Диссертация состоят зга введения, пяти глав, ¡кодов и рекомендаций производству, списка используемой литератур» и шгогония. Работа излояэна на 94 страницах машинописного текста, со -ржит 44 рисупгсз, 22 таблицы,' 04 страницы прилохешл.Диблиогрл^ип люч.'ют 113 наименований используемой литературы«

СОДНРЖАШК ГЛСОШ.

к

Вг-едошо сс.цсрхит обоснование актуальности тс

ческую значимость.

В лорвой главе производился анализ литературных источники который показал,, что сущостеурци? способы ройонта .илицешх втулок з достаточно ефьоктивзш из-за кпского качества восстановлззшя шш ес пользования доргозтожацэго оборудования.

Ыифокетрззрсвазшэ рабочих поверхностей шпздошх - ступиц диада А.-41 проводилось для получения достоверной информации об величии износов ступицы и юс Ша-ШОСВЯЗИ. • .

Обработка полученной икцорлацки проводилась методами натек; тпг»еской статистики при помозди ЭБМ.Еолучешшэ результаты отобракал» графичэски в виде кришх респрадэлешя износов.11а ряс Л продставло: кривая распределения взносов швщевой дгзвдязы стугзлцн гэдшого дю; сцеллезшя дизеля по иариш.

Било выявлзш, что ззрэобладазшда дефектом детали являет зим.боковых поверхностей зуба, причем продольного значения этот II раметр достигает • быстрее, чо:а цзносц по остальным поверхностям (шу решаго и .наружного диаметров). .

Дадеэ определялись наличие и • сила взаимосвязи износов раб • гас поверхностей детали шнду собой, а та^ «о искались уравнения ро

Р'ТГШЗ.

Корреляционный анализ позволил сделать вывод о самостоятед ) - и юно сов но коздой рабочей поверхности ступицу. .

С целью определения характера износа боковой поверхности высоте зуба, о тщега но дллно да тали было провэдет доподиитаяы: шкрометрировалш.Но рпс.2 про^сгавданп кривая износе боковой повв'Х кости вуыца «э шеоте зуба в одком из сачозпзП детали.

Обработка полученных результатов иэ ЭВМ пор-голшт оиредоя

уравнение износа боковой поверхности шлица по высоте зуба: X = А - В1пХ,

где X - высота зуба, :.?<!;

А и В - коэффициенты, меняющие съси аначения по дли». детали.

Таким образом бит получена законы распределения износов по рабочим поверхностям детали, ¿проанализированы их корродяциошше связи и определен износ шлица по высоте и длине зуба, т.е. получен целостный образ изношенней ступицы - 'ее статистическая математическая модель.

Во второй главе на основании анализа судесгвувдих схем фор— мообразовшшя установлено, что наиболее целесообразным методом деформирования являагся восстановление геометрии внутренних илинов зг счет перераспределения металла с менее загруженных поверхностей детали к местам износа.

На рис.3 представлена расчетная схема деформировать ситцевой ступицы.

Было найдено выражение для опрелэния удельного давления металла на де^оршрущий элемент (ролик):

2-г Гг о /ь \

где ц - ксчНвдкеит трения;

Ф - угол; <р=а/2 Ь и ^ - размеры до и после деформация,им; - напряжение т&нуздСТИ датавд, Ш1а.

б

Касательное напряженно определялось как:

/г - I*

. " Располагая оглорами давления (ряс,4) и кисательшх напр , предложены выражения дня определения составлякуих реачи, итшш, действующих на ось рэлшш

/ где И - радиус рсмшкав, ил.

Приведенные вншэ шраиаяля необходима для расчета догзл - прэдлагазыой технологической оснастки.

Усилие - вакнойшй параметр ровимоа пластического дс$орьшр ваяия и зависящий от объема шранещаекого металла, который в ов очередь долезн хошенсир^вагь сОъен изношенного металла.

. О учетом вышеазловэвшго определялось угашш 0, необходимо! для осдоотвлания деформации: .

Зннкиэ усилия 0 необходимо для выбора силового, оборудовал.!!: ■ В третьей глава ггрпшдеш Ыщас и частые кэтсдохй проведения исследований. Осс.ая методики шлвчает в себя ряд чаоиеа «отодик Контроль гаонетричиекга. рапмероп илицев сгушзд до и коале

,Ру - 2ЙЦ /у (V (I - сов {а/г)) 4 01x1(0/2)^

" ' - суммарный объем нерараспрэделаемого металла;

- длина детали, мал; Б - площадь дапврочиого сечения ролика при деформации, т2.

восстановления проЕодалсл методом слеша рабочих поЕврхноотвЗ о зс-пользованнем инструментального .ткрг.скопа WISS-7-

' Для практической pea¡uj¿,-. г.р»хдзгйекых способа епгг«гг>—--ленал внутренних шлице а Сала калию«».":- ! чгг^г-кг.-."^:;,-; •

/

ьолящая восстанавливать' одаоар«.'".1- •• "

Усилия • ' >•:.,:,. ........./.ллсим катодом с

использованием тэшкиитчыоа осиссшшмная и ociuinorpu-J.-a тнлэ Н-Г17, усилителя "Tonas".

Шероховатость восстановленных поверхностей исследовалась r~i помощи профшюметрз 29S, а для построения Ера|шгограж1 использовался ярофыограф Ей-"Калибр".

Контроль торцевого биения фланца восстановленной детали проводился при помощи прибора для проверки на Оившга ПЕМ-200 п гпшлса-горвой головки.

В четвертой главе приведэна экспэрживятальныв зависимость толучешшв результаты

Предложена номограмда, позволяющая определять уотаноеоч-аЗ размер деформирующего роляка при котором перераспределяемый объем »»-галла кошеноирует износы по всем рабочим поверхностям детали (для циамвгров - все величины износа, для боковой поверхности шлица - tf<-íocü до 3,2 ш).

С целью облегчения, исгголйзовання установки в производстве ¡радлоаако весь рьмфонд деталей разбить на. интервалы по износам, nps-В5М каждому интервалу соответствует определашшй устшювочичй размер (ефармир/шэго ролика.

Как показ auna результаты исследований - устшюьочш - pd.iMej.iu «лика, слродолеыиде дои каждой групп» vumcvcu;, осЗеспк-ш лет п-'р^рп'.'

предэлешо металла, которого хватает для компенсации износов по рабочим поверхностям.Контроль геометрии восстановленных шлицев j зал идентичность профиля зуба детали профиш калибрующей оправгс

" Макроструктура восстановлоышх ступиц характеризуется цело-стностьв волокон материала дзтги'и, отсутствие ойрывов, плотью ыэта&па.

Шероховатость восстановленных поверхностей соотвзтсгву( тр&бованяям чертежа на изготовлении, что исключав';' дополшгеельн; ханкческую обработку с-тих поверхностей.

Эксплуатационная проверка ресурса показала, что средня; личина наработки шлицевих ступиц, восстановленных данным способ« ставила 4170 моточасов, а у контрольной группы ira новых деталей ний - 4760 ыоточасов.Следовательно, шлицэвне ступлцы, восставав, данным способом, имеют вцсокую надежность при наработка на мене» от наработки новых дета.' эй.

Результаты проведенных исследований позволили 'разрчботч . технологи» восстановления шлицэвых ступиц пластическим дэформир ем.

В пятой главе представлена технология восстановления, J 'чапцая ряд операций. /

'Детали, поступайте на ремонт, дзфактуютсн -.при валич] взносов вшш предельнодопуотикшх. подвергается восстановлению. Шл: аня втулка, предварительно шркалкзовшшай и с проточенным флша j'CTEHonjuiHaeTCH на илицонакатной головые .¡Шшцв вой калибр, устяга ленный 'на силовом штоке гидрот'чжндра, входит внутрь детали д&шдеГяси даакк'эд штока происходит мрва фланца от ьтулки и д % рыировыие нарушей ксмрхностй ступица, при котором мэталл лер

определяется к изстгл взноса.К втулке, еосстонселошюЗ де-

фэретфовшшеи i! с:едяг°й на калибре, в кзздуютрэ пр'/вар;ш2-этся фдз-пец. Затем здзт »„■зхлншоская обработка озаренного птоз п устралецаз бгэнля фланца, вела ваетчкза Сдам« щ-ешагп? 0,2Б ira.

Воостаюайевзая деталь кодвлргсэтсп ssrcusco ТБЧ с пэследу-отпуском а контролем Есссталозл'зяпхс пссзрхнзстей.

Эхош!тгсэск::3 ст нпдропг'т з ггро::сродстгто р:;зрзЛ>-

таштой технолога! состава S273 з cpaci-ieirni с тлдЕжсЯ плацеа с

I ,

5540 руб. в сраипзша-: с Езготсггдзгазц пс2с& дэтадп.

CEI^S EH30J5I И КаУЛЬТАТЫ Itca^ûBAISÏÏ

1.B результате разлета лятвратур:ых нст-счег^сз зиявлона пзобходЕ^осгъ ' разработки новой технолога:: посстаКОЕ.'пхагл снутрашшх сящав из-за

низкого качества п o:îc3cvt:oc::c3 пэз^згплттостл сумеетз^т^гз сзз-собов.Налгп'в у дзтглз™ (ступица гздсг.:сгс дкска сцзшзния дагля A-4I) запгсо материала еггдтат яр.здпоаагх:1 дел еооггштоа.-геая- шут-

рента пящов г*:!зт0дсг1

2.По результатам уатагг^лзко: npïH-nr-c-cica г со пос-тупащта а рзг*ОдТ п.с^зигз етуплз ие ссогсэтетвугс усдазжп заводачгаготовгтелл (ИЗ и ЗЗЯ деталзй сэоте«тстгйно по варузкому и внутренгоиу дагкзгргу, ICO? стусгц - но бскоаой поверхности пдад),

3.Д-1Я обэспзчеш!.1 рзгра5стг:шого процесса ЕссстгтЕОвлзягл шутреннах шящэв детзлзй ста сгуг.:;::." зяигдйн, спр55я:пгрсв2йз ;; ¿сготовлена опытная усганг~:-'а, гаг; ?:;агт гз алядеза'/агЕСЙ ролзгомй гедевка с калибром я сплз&ого пртода (гглрз&гапвспЛ .трзас).

4. Основным! тллглтггт'м*?з*:т ¡.«йрппягэг.: jr^iuoro способа бос-

io

с й^лясгсл:

■ - imry.z- пхагглчеаьчудка, васааешай m влвд-EVJ: cnpaaty, pajssa-'a;

- TspiDcipi^oîîm вьост.-й£п>-1.'.йь;г;:< с тасладумцш конгро-

jîsbt.

5.Как исзизаы ssczspa^srasbE;-.;- ;:;йлсдсаанзя jœraa д&фсрмаровашш ступку ьддаюго диг-а сзг&сзгад дгзэдл Д-41 зс-ставдлзт 49. .339 кН.

Ресхс^дэа:е гёэреигздсл;а к са^парназдга.-п.гп:г Ензчагш& вэ превнаавг

fc.4-v.fi. •

6. Результата екгс^аггцшзгкоа ярсьеро!, .яроэедзггнсЗ в хозяйствах Ча-jacza&csS оСльсти, сок&зала, что дрлховвчнссть &ссе?аноЕдашцх ступиц даззда ¿-41 предсагаакцы способам вз кягз fiÛS or ресурса ноесй

7ЛЪдэнгй Екозкгатааай 34Ф&Е5 с г шздреная разработанного технологического процесса соетвадлвг 337D руб. со ерашванэ с технологией ЕолуЕБТоыгичасхЗ asasassi. язьсаганах слацйгях поверхностей, на Bporpasaty 3UCG ит. (г.о состояли» цэя as 1.04.31 г.).

Осеоеенз пзяозаная ддссзртгдва отразшш в следущах работах:

1.ÎCÎOÎ r.jl., ОгЛзВ К.Г.ВОССТаИСаЬзЕЗЭ взутремшх И2ИЦЭШХ ДОВЭрХ-юсгай.- В ce.rSaeprocôepbraxssae технологии в сельскохозяйственной jîBd-. :1задса докладов ВсасоазасЗ ваучао-тэхничесяой кон^ерзысз Е^ЖйЯ a KSI. - M.. IôSG, c.IOS-IOT.

2.Тона Г.1.. Сгкев Н.Г.Шрздзгеназ ycasaS при плзетаческой деформация,- Б сЗ.гЫзхЕяизярованвые способа реыоьта в восстановления де~

•• ;

0J

• 1 1 *- о с; (-i и

о о ч\ 1 о ! i о о ел / о (J 11 s Ч \ О Í-I с»'

1 i / /

И Г / - - — — - - - сл

/ .

1 ¡л

Р '10%!

2,0

Определение Р„

1,0

/ 1 к / (

/Ц г4 ,2 ^ К / / ! 1, У -

и // 9

5

<}*10

2,3

1.9 1.5

IД 0.7 0,3

| Ц 3| 4| &1Явг ролика.ки

Ркс.б

Определенна осевого усилия <\ .

/

г< /

.3 ч "V, , У /

Г* \ \ V', /

у/=0 Л N ч / 7/ V,/ Г

/ /у-У ч # / V

V / /

/ / 11 г

/

/

/

У -

-

Эяспарамзнталишв крага с

Теоретические крагав

Рис.7