автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Управление формообразованием и качеством наплавленного металла поверхностным пластическим деформированием деталей путевых машин и подвижного состава

На правах рукописи

ХАЧКИНАЯН АМБАРЦУМ ЕРВАНДОВИЧ

УПРАВЛЕНИЕ ФОРМООБРАЗОВАНИЕМ И КАЧЕСТВОМ НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ ДЕТАЛЕЙ ПУТЕВЫХ МАШИН И ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Специальность 05.02.08 - «Технология машиностроения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону - 2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации» (РГУПС) на кафедре «Эксплуатация и ремонт машин».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

БОЙКО Николай Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ПОПОВ Михаил Егорович

кандидат технических наук, доцент ЛЕБЕДЕВ Валерий Александрович

Ведущее предприятие: ОАО «РОССИЙСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ»

Филиал «Северо-Кавказская железная дорога»

Защита состоится 30 ноября 2004 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.058.02 в Донском государственном техническом университете по адресу: 344010, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1, ауд. 252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ.

Отзыв в двух экземплярах, заверенный гербовой печатью организации, просим выслать в диссертационный совет по указанному адресу.

Автореферат разослан 20 октября 2004 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

А.Н. Чукарин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшей задачей железнодорожного транспорта является повышение надёжности и долговечности путевых машин и подвижного состава. Решение этих вопросов зависит от создания и освоения прогрессивных ресурсосберегающих технологических методов повышения качества деталей, снижения их себестоимости, увеличения производительности и улучшения условий труда.

Опыт передовых ремонтных предприятий показывает, что большинство деталей, поступивших в ремонт, выбраковываются вследствие износа рабочих поверхностей, составляющего не более 1 % от исходной массы детали. Свыше 60 % деталей может быть с успехом восстановлено, так как они имеют значительно более высокий ресурс долговечности по прочности, чем по износостойкости. Одним из эффективных методов восстановления является наплавка. Значительным тормозом в применении износостойких наплавок является несовершенство полученных металлопокрытий и трудность механической обработки. Повышение качества и износостойкости металлопокрытий восстановленных деталей является важной задачей ремонтного производства железнодорожного транспорта.

В связи с этим, представляется актуальным разработка и совершенствование технологического процесса поверхностной пластической деформации (ППД) наплавленного металла цилиндрических деталей в условиях воздействия тепла сварочной дуги, направленного на управление формообразованием и качеством наплавленного металла. При минимальных затратах применение этого способа позволяет: использовать остаточный ресурс долговечности детали по прочности; улучшить качество и физико-механические свойства металлопокрытий; увеличить экономическую эффективность восстановления деталей путевых машин и подвижного состава.

Таким образом, актуальность темы обусловлена с одной стороны, практической значимостью и перспективностью широкого применения ППД роликами горячего наплавленного металла деталей, а, с другой стороны, недостаточным объёмом научной информации о возможностях влияния ППД роликами на металлопокрытия деталей, способах производства для рационального и эффективного использования на практике при ремонте путевых машин и подвижного состава.

Цель работы; управление формообразованием и качеством наплавленного металла поверхностным пластическим деформированием деталей путевых машин и подвижного состава на базе комплексных теоретических и экспериментальных исследований механизма процесса и его технологических показателей.

Автор защищает:

► Метод ремонта изношенных цилиндрических деталей путевых машин и подвижного состава.

Теоретические и экспериментальные зависимости определения температурных полей в зонах ППД накаткой роликами наплавленного металла. Математическую модель определения основных технологических параметров процесса ППД накатки роликами наплавленного металла.

► Методику автоматизированного расчёта температуры наплавленного металла в зонах деформации и рациональных технол роцесса

накатки роликами наплавленного металла.

3

>■ Результаты теоретического исследования технологических параметров процесса ППД накатки роликами наплавленного металлопокрытия.

► Методику и результаты экспериментальных исследований влияния ППД накаткой роликами горячего наплавленного металла на физико-механические свойства восстановленных деталей.

Общая методика исследований. В работе использован комплексный подход к проблеме повышения качества восстановленных деталей путевых машин и подвижного состава. Исследования величин износа выполнялись на базе теории математической статистики. Теоретические исследования проводились на базе фундаментальных разработок в области упрочняющей обработки и технологии сварочного производства. При решении и анализе математических моделей широко использовалась ЭВМ. Экспериментальные исследования проводились по стандартным и оригинальным методикам в лабораторных и производственных условиях. Достоверность полученных теоретических и экспериментальных исследований, а также эффективность практических рекомендаций подтверждены результатами опытно-промышленной проверки и внедрения в производство прогрессивного технологического процесса упрочнения наплавленного металла в процессе его нанесения.

Научная новизна.

► Выявлены особенности взаимодействия направляющих роликов транспортёра путеукладочного поезда с рельсовой плетью и раскрыты основные закономерности процесса износа рабочих поверхностей.

Разработан высокоэффективный ресурсосберегающий метод восстановления изношенных цилиндрических деталей путевых машин и подвижного состава на основе использования комбинированных видов энергий.

► Разработана методика расчёта геометрических параметров накатного ролика, обеспечивающих требуемые параметры качества формирования поверхностного слоя.

► Уточнены теоретические и экспериментальные зависимости определения температурных полей в зонах ППД накаткой роликами наплавленного металла.

У Разработана математическая модель определения технологических параметров процесса ППД накатки роликами наплавленного металла.

► Разработана методика управления качеством восстанавливаемых деталей.

Практическая ценность работы. Предложен рациональный метод и разработана установка для восстановления изношенных деталей, позволяющая совмещать в единой технологической схеме процессы наплавки и ППД роликами металлопокрытия с использованием тепла сварочной дуги. Разработана инженерная методика расчёта технологических параметров упрочнения наплавленного слоя металла накатными роликами. Разработана методика автоматизированного расчёта и выбора рациональных режимов упрочнения наплавленного металла накатными роликами в виде блок-схемы и программы расчёта для ЭВМ, позволяющая по заданным геометрическим параметрам роликов и технологическим факторам получать требуемые усилие накатки и глубину наклёпа. Даны практические рекомендации но выбору режимов накатки наплавленного металла роликами.

Реализация работы. Технология ремонта и результаты исследований внедрены на ремонтных предприятиях (Ростовский электровозоремонтный завод им. В.И. Ленина г. Ростов-на-Дону и по сети СКЖД). Ожидаемый годовой экономический эффект составил: для ремонтных предприятий СКЖД -1,2 млн. рублей на программу ремонта направляющих роликов транспортёра путеукладочного поезда (3000 шт.); для РЭРЗ (г. Ростов-на-Дону) - 2 млн. рублей на программу ремонта деталей ходовой части подвижного состава электровозов (5676 шт.).

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на: международной научно-практической конференции «Совершенствование технологии и организации обеспечения работоспособности машин с использованием восстановительно-упрочняющих процессов» (г. Саратов, СГТУ, 2002); международной научно-технической конференции «Высокие технологии в машиностроении» (г. Самара, СамГТУ, 2002); 62-й вузовской научно-теоретической конференции профессорско-преподавательского состава «Трапспорт-2003» (г. Ростов н/Д, РГУПС, 2003); международной конференции «Актуальные проблемы конструкторско-технологичес-кого обеспечения машиностроительного производства» (г. Волгоград, ВолгГТУ, 2003); всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (г. Екатеринбург, УрГУПС, 2003); всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2004» (г. Ростов н/Д, РГУПС, 2004); 6-й международной практической конференции-выставки «Технологии ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций» (г. Санкт-Петербург, СПбГПУ, 2004).

Публикации. По материалам исследований, представленных в диссертации, опубликовано 15 печатных работ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из оглавления, введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы, включающего 135 наименований, и приложений. Работа содержит 187 страниц машинописного текста, 16 таблиц, 83 рисунка, 5 приложений на 29 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность рассматриваемых в диссертации проблем, применения и совершенствования технологии восстановления деталей путевых машин и подвижного состава ППД накаткой роликами наплавленного металла.

В первой главе изложены состояние вопроса и задачи исследования, дан обзор и анализ существующих методов упрочнения деталей ППД и наплавки, анализ причин возникновения отказов деталей машин. Для выявления особенностей взаимодействия направляющих роликов транспортёра путеукладочного поезда (рис. 1) с рельсовой плетью рассчитаны контактные напряжения в системе «ролик-рельс» и проведены исследования величин и характера износа рабочих поверхностей в ОПМС-27 (г. Армавир) и ПМС-141 (г. Батайск).

Определение контактных напряжений сводилось к решению двух задач - нахождению усилий, воспринимаемых роликоопорой, и собственно контактных напряжений системы «ролик-рельс» в точке касания. Расчёт показал, что напряжения в месте контакта (о шах = 1251 МПа) находятся на грани допустимых ([а]к = 1120.. .1330 МПа).

М Рис. 1. Общий вид направляющего ролика транспортёра путеукладочного поезда

В результате возникновения таких напряжений на поверхности катания ролика возникают дефекты, определяемые степенью холодного пластического деформирования металла ролика и характера изнашивания.

Установлены величины и раскрыт характер износа поверхностей катания направляющих роликов транспортёра в зависимости от размещения их по длине платформы путеукладочного поезда. Чтобы выяснить, насколько экспериментальные данные согласуются с теоретическими, фактические замеры износов сведены в ряды распределения с определённым интервалом и обработаны по общеизвестным формулам математической статистики.

Установлено, что теоретическая кривая довольно близко воспроизводит полигон эмпирического распределения. Ролики транспортёра изнашиваются неравномерно в зависимости от размещения их по длине платформы (рис. 2). Распределение величин износа роликов подчиняется закону нормального распределения. В системе «ролик-рельс» ведущим видом изнашивания, возникающим при наличии трения качения без смазки, является усталостное изнашивание с сопутствующим ему окислительным износом.

Ц Рис. 2. Распределение величин износа роликов транспортёра в зависимости от размещения их по длине платформы: ролики № 1; - ролики №2

На основе анализа работ известных учёных (М.С. Баранова, Б.Н. Боголюбова, Н.И. Бойко, Е.Л. Воловик, Л.А. Гликмана, Н.Ф. Грохольского, Н.Н. Дорожкина, Н.И. Доценко, И.Е. Дюмина, Н.Г. Дюргерова, Н.И. Иващенко, К.Т. Кошкина, В.М. Кряжкова, ВА. Какуевицкого, ПН. Львова, МЛ. Мелкова, М.А. Масино, Н.Н. Маслова, В.А. Налив-кина, А.В. Поляченко, А.И. Сидорова, И.И. Фрумина, В.И. Черноиванова, В.А. Шад-ричева, В.Б. Шляпина и др.) выявлено, что для наплавленного металла характерны: значительный разброс механических свойств; нестабильность структуры и неравномерность твёрдости по длине детали; наличие включений, металлургических дефек-

тов и неблагоприятных растягивающих напряжений; снижение усталостной прочности наплавленных деталей, что ведёт к снижению износостойкости металла.

Анализ трудов различных учёных Бабичева, М.А. Балтер, Н.И. Бойко,

В.М. Браславского, Ю.В. Димова, М.А. Елизаветина, Д.Г. Евсеева, В.В. Иванова, И.В. Кудрявцева, Ю.Р. Копылова, Д.Д. Папшева, Ю.Г. Проскурякова, В.В. Петросо-ва, Ю.Н. Полянчикова, Л.Г. Одинцова, Э.В. Рыжова, Э.А. Сатель, В.М. Смелянско-го, Н.Я. Смольникова, Л.М. Школьника, Д.Л. Юдина и др.) показал, что ППД металлопокрытия позволяет повысить поверхностную твёрдость, микротвёрдость, усталостную прочность и износостойкость.

На основе результатов анализа априорной информации можно сформулировать следующие задачи исследования:

1. Рассчитать контактные напряжения в системе «ролик-рельс» и установить величины и характер износа направляющих роликов транспортёра путеукладочного поезда.

2. Разработать высокоэффективный ресурсосберегающий метод ремонта изношенных деталей путевых машин и подвижного состава.

3. Уточнить теоретические и экспериментальные зависимости определения температурных полей в зонах ППД накаткой роликами наплавленного металла.

4. Разработать методику расчёта геометрических параметров накатного ролика, обеспечивающих требуемые параметры качества формирования поверхностного слоя.

5. Разработать математическую модель определения технологических параметров процесса накатки роликами наплавленного металла.

6. Разработать компьютерную модель для автоматизированного расчёта температурных полей в зонах деформации и технологических параметров процесса накатки роликами наплавленного металла.

7. Исследовать технологические параметры процесса накатки роликами наплавленного металлопокрытия.

8. Исследовать влияние упрочняющей обработки наплавленного слоя металла на физико-механические свойства восстановленных деталей.

9. Разработать технологические рекомендации, направленные на повышение качества и износостойкости поверхностного слоя наплавленных деталей, обрабатываемых ППД накатными роликами.

10. Дать технико-экономическое обоснование целесообразности применения разработанного способа восстановления.

Во второй главе приведён теоретический анализ тепловых процессов, возникающих в зонах деформации. Тепловые процессы, возникающие при наплавке в зонах ППД, в значительной мере определяют физико-механические свойства и износостойкость поверхностного слоя. Схема наплавки детали и расположения зон деформации представлена на рис. 3.

Базируясь на работах В.И. Махненко, А.А. Орлова, Н.И. Бойко, на основе известных методических подходов Н.Н. Рыкалина, в работе получен ряд решений, позволяющих определить температуру наплавленного металла в зонах пластической деформации. При разработке схемы расчёта температурных полей наплавляемых деталей за основу принята расчётная схема теплового процесса мощного быстродействующего точечного источника тепла в полубесконечном теле.

Температуру в зоне деформации ьш наплавленного валика, с учётом приращения температур от предшествующ!« валжов, в процессе его наплавки оценивали

выражением

(1)

где

Т0- начальная температура материала детали, "С; 2_, ~ сумма прираще-

¡-I

Vt'«" -,

1

ния температур в точках зоны деформации за соответствующие отрезки времени, °С; Тн в — приращение температуры в рассматриваемой точке непосредственно от наплавленного валика, 0С; I - время, после которого наплавленный валик попадает в зонудеформации, с; п — количество валиков, наплавленных до ¡-го.

М Рис. 3. Схема наплавки детали и расположения зон накатки роликами: 1 -деталь; 2 - сварочная дуга; траектория перемещения сварочной дуги; зоны деформации

Температуру наплавленного валика в зоне деформации определяли по общеизвестному уравнению А.А. Орлова, применительно к наплавке толстостенных или сплошных цилиндров. Выражение (1) даёт возможность определить температуру металла в зоне деформации в момент его нанесения.

Определение температуры по длине наплавляемой детали в зоне деформации в момент выключения сварочной дуги основано на предпосылке, что температура предельного состояния наплавленной детали в зоне деформации равна температуре

последнего наплавленного валика:

Тпр^Е^+^+То/С,

где m — общее количество наплавленных валиков.

Температуру любой точки наплавленного металла в зоне деформации детали сразу после прекращения действия источника, используя уравнение H.H. Рыкалина, представим в виде Т^. = Т^ • уА_ (рА.; тА.), °С,

где \|/Ai - коэффициент теплонасыгцения точки в зоне деформации (определяется в

зависимости от безразмерных критериев расстояния ).

На основе математической модели разработана компьютерная модель расчёта температуры наплавленного металла, позволяющая рассчитывать температуру наплавленного металла в зонах деформации и получать зависимость этих температур по длине детали.

Для проверки адекватности разработанных моделей проведены экспериментальные исследования температурного режима. Температуру наплавленного металла на поверхности измеряли термощупом, а на глубине термопарой. Головки термопар закладывались в отверстия, просверленные в начале, середине и конце детали.

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Номер наплавленного валика

На рис. 4 представлены графики распределения температурных полей направляющего ролика наплавленных на следующих режимах: I = 200 A; U = 25 В; 4р.=2 мм; V„ = 0,5 см/с; SH=4,5 мм/об; пд=2 мин'1.

950.,..,,,.,,,,,,,.,,,,........... Рис. 4. Графики

распределения температур на поверхности детали в зонах ППД при наплавке: 1, 2 -опытная и теоретическая кривые температуры металла в процессе наплавки в зоне деформации А-А; 3, 4 — то же в момент прекращения наплавки; 5, б, 7, 8 - как и 1, 2, 3, 4, но в зоне деформации В-В

В результате проведённых исследований установлено, что: теоретические расчёты температурных полей наплавленного металла хорошо согласуются с данными экспериментов, расхождение при этом не превышает 10 %, что подтверждает правомерность разработанных теоретических положений; во всех случаях температура металла первых наплавленных валиков в момент их наплавки в зоне деформации находится в пределах 200. ..400 °С, в связи с интенсивным отбором тепла холодной деталью; при наплавке последующих валиков температура первых повышается за счёт притока тепла от последующих наплавляемых валиков; в момент окончания наплавки температура нанесённого металла в зоне деформации в начале, середине и конце детали выравнивается и находится в пределах 500...1000 °С; с уменьшением шага наплавки количество валиков увеличивается, в результате температура металлопокрытия в зоне деформации повышается; температуры на глубине 2 мм от поверхности наплавки практически не отличаются от температур на поверхности, что даёт возможность говорить об однородности тепловых полей, возникающих на поверхности и глубине детали.

Третья глава. На основании исследований российских и зарубежных учёных, с учётом условий работы путевых машин и подвижного состава и требований, предъявляемых к физико-механическим свойствам восстановленных поверхностей, установлено, что наиболее рационально восстанавливать изношенные детали при помощи электродуговой наплавки под слоем флюса с последующим упрочнением горячего наплавленного металла самоцентрирующимися роликами.

В РГУПСе разработан технологический процесс и создана установка, позволяющая совмещать в единой технологической схеме вышеперечисленные операции. Для восстановления изношенных деталей использован токарно-винторезный станок марки 16К20, с установленной на нём наплавочной головкой ГМВК-2У, упрочняющего приспособления и шлакоудаляющего устройства (рис. 5). Для регулирования скорости вращения шпинделя станка с деталью в пределах 0,5...30 мин"1 установлен

дополнительный редуктор РЧН-120 (РЧП-120). Источником питания служит преобразователь ПСГ-500.

Рис. 5. Установка для ремонта изношенных деталей: 1 - деталь; 2 - накатные ролики; 3 - суппорт; 4 - дополнительная каретка; 5 - основная каретка станка;

6 - продольные направляющие; 7 - шлакоудаляющее устройство; 8 - наплавочный автомат; 9 - мундштук; 10 - флюсопровод; 11 - токарный станок

Упрочнение поверхностного слоя детали зависит от технологических параметров процесса. Выбор рационального режима накатки роликами наплавленного металла напрямую связан с правильным решением вопросов по установлению: глубины наклёпанного слоя; величины и характера прилагаемого усилия накатки; динамики формоизменения; выбора оптимального размера накатного ролика.

В работе ставилась задача уточнить математическую модель для теоретического расчета технологических параметров упрочнения наплавленного слоя металла деталей накатными роликами с учётом существующих методик расчета.

За основу принята методика разработанная проф. Н.И. Бойко. Важным фактором, который играет существенную роль при упрочняющей обработке нанесенного металлопокрытия накатными роликами, является усилие накатки, от которого зависят глубина наклёпа, качество и физико-механические свойства металлопокрытия:

где радиус детали, мм; радиус накатного ролика, мм; формоизмене-

ние наплавленного металла, мм; Ь - толщина наплавленного слоя после накатки, мм; 1- коэффициент трения при деформации металла; а - угол деформации, рад; Ь - ма-

10

лая полуось пятна контакта ролика с наплавленным металлом, мм; от — предел текучести наплавленного металла, МПа.

Одним из наиболее важных показателей упрочнения нанесенного металлопокрытия накатным инструментом является глубина наклёпанного слоя металла:

1 = Ь

17

10+1п(Ь/а)

,мм,

З-СЬ/а^+З 1а-Ь-от 6+1п(Ь/а^

где а - большая полуось пятна контакта ролика с наплавленным металлом, мм.

Угол деформации определяем по формуле

а=■ ДЬ • (Кд+Ь^Х +Ид +Ь)], рад.

Для определения полуосей (а, Ь) и площади эллипса пятна контакта (Б,) накатного ролика с наплавленным валиком используем следующие формулы а = а-11р,мм; Ь = л/лЬ• [(2,25-8^+Н2)/н-Ль]+ЛЪ,мм; Р, =0,5-я-Ир-а-Ь, мм2.

где Бд— шаг наплавки, мм; Н - высота наплавленного валика до накатки, мм.

Большое влияние на режимы накатки оказывает предел текучести наплавленного металла, который определяется по формуле СО. Экелунда

<гт = 9,807 ■ (1,4 + С + Мп + 0,3 ■ Сг) • (1400 - Т)/100, МПа,

где Т - температура наплавленного металла, °С; С, Мп, Сг - соответственно содержание в наплавленном металле углерода, марганца и хрома, %.

При разработке технологии учитывались геометрические параметры накатного ролика. Ширину цилиндрического пояска ролика рассчитывали так, чтобы полностью перекрывался наплавленный валик, и не происходило выдавливания наплавленного металла из-под роликов: 1 = 8Н + 2, мм.

Тогда радиус заходной части накатного ролика определяем по формуле

г = (к-1)/2,мм, где к - ширина накатного ролика, мм.

На основе вышеприведённой математической модели разработана методика автоматизированного расчёта и выбора рациональных режимов упрочнения наплавленного металла накатными роликами в виде блок-схемы и программы расчёта для ЭВМ, позволяющая по заданным геометрическим параметрам роликов и технологическим факторам получать требуемые усилие накатки и глубину наклёпа, а также зависимости технологических параметров.

На рис. 6-8 представлены зависимости технологических параметров рассмотренных на примере направляющего ролика транспортёра. В результате исследований установлено, что: большое влияние на усилие накатки и глубину наклёпа оказывает предел текучести наплавленного металла; для получения одинаковой глубины наклёпа, при наплавке под легированным флюсом, усилие накатки выше, чем при наплавке под обычным флюсом АН-348А; с увеличением усилия накатки, геометрии накатных роликов возрастает глубина и интенсивность наклёпанного слоя. Но с ростом усилия накатки выше допустимой величины глубина наклёпа и поверхностная твердость металлопокрытия детали снижаются, вследствие разрушения тонкого поверхностного слоя металлопокрытия (перенаклёп); для получения требуемой глубины наклёпа металлопокрытия следует соответственно рассчитывать и выбирать необходимые усилие накатки и геометрию накатных роликов.

0,91 1,513 1,862 2,074 2,175 2,162 0,91 1,513 1,862 2,074 2,175 2,162 Глубина наклёпанного слоя, мм Глубина наклёпанного слоя, мм

флюсАН-348А флюс легированный

Рис. 6. Зависимость усилия накатки от глубины наклёпа наплавленных разными проволоками (1 - Св-08А, 2 - Св-08Г2С, 3 -Нп-ЗОХГСА, 4-Пружинная 2-го класса) под флюсами АН-348А и легированным (АН-348А+2.5 % графита+2 % феррохрома)

< Рис. 7. Зависимость глубины наклёпа от температуры наплавленного металла упрочнённого роликами с разной геометрией: 1, 2, 3 -= 60 мм; 4, 5, 6 -11р = 120 мм; 1, 4 -1 = 4 мм; 2, 5 -1 = 5 мм; 3,6 -1 = 400 500 600 700 800 900 1000 б мм; Температура наплавленного металла, °С

А Рис. 8. Зависимость глубины наклёпа металлопокрытия детали от радиуса накатного ролика при упрочнении с разными усилиями накатки: 1 - Р = 3 кН: 2 - Р = 6 кН; 3 - Р = 9 кН 4 — Р = 12 кН; 5-Р = 15 кН 6 - Р = свыше 18 кН

70 80 90 100 110 120 Радиус накатного ролика, мм

В четвёртой главе рассматривается влияние упрочнения наплавленного металлопокрытия деталей путевых машин и подвижного состава на их качество и эксплуатационные свойства. Исследования проводились на образцах, вырезанных из восстановленных деталей путевых машин и подвижного состава.

Шероховатость поверхности исследовалась с применением профилографа-профилометра модели М-201. Погрешность некруглости и шероховатость по окружности определяли на приборе модели 218. Детали, наплавленные с накаткой роликами, имеют более гладкую поверхность без резких выступов и впадин по сравнению с деталями, наплавленными без накатки. Установлено, что увеличение усилия накатки до 10 кН способствует уменьшению погрешности некруглости, шероховатости по окружности и длине детали. С увеличением шага перемещения накатного ролика и скорости вращения детали шероховатость поверхности увеличивается. Показано, что при двух проходах ролика, по сравнению с одним, шероховатость поверхности по окружности и вдоль оси детали уменьшается на 30...35 %, дальнейшее увеличение количества проходов уменьшению шероховатости не способствует.

Исследование остаточных напряжений в нанесённом слое металла проводились по методике Б.А. Кузнецова на установке, разработанной В.А. Какуевицким и И.В. Рагуцким, с использованием микроскопа УИМ-21 и прибора ПМТ-3.

При наплавке без накатки роликами на поверхности по длине детали действуют большие растягивающие тангенциальные (400...500 МПа) и осевые (150...250 МПа) напряжения, которые постепенно уменьшаются по глубине наплавленного слоя. Упрочнение наплавленного металла даёт возможность получить по длине детали, равномерные сжимающие тангенциальные (400...600 МПа) и осевые (400...650 МПа) напряжения, которые до глубины 2 мм не изменяются.

Применение накатки роликами горячего нанесённого слоя металла приводит к увеличению и перераспределению в деталях благоприятных сжимающих остаточных напряжений в результате тепловых явлений, пластической деформации и структурных превращений наплавленного металла в процессе его охлаждения. В этом и заключается основное положительное влияние сжимающих остаточных напряжений на усталостную прочность и долговечность деталей.

Исследования поверхностной твёрдости и микротвёрдости наплавленного слоя металла проводились соответственно на приборах ТК-2У и ПМТ-3. Выполненные исследования показали, что детали, наплавленные под флюсом АН-348А без накатки роликами, имеют небольшую поверхностную твёрдость, микротвёрдость, прочность и высокую пластичность. В местах перекрытия и посередине наплавленных валиков металл имеет неоднородную твёрдость по длине и глубине металлопокрытия, что снижает износостойкость наплавки. У деталей, наплавленных проволокой Св-08Г2С под флюсом АН-348А с накаткой роликами с усилием 5 кН, поверхностная твёрдость повышается на 58 %, а с усилием 10 кН - на 78 %. При наплавке проволокой Нп-ЗОХГСА с накаткой роликами с такими же усилиями твёрдость повышается соответственно на 44 % и 52 %, а пружинной проволокой 2-го класса - соответственно на 36 % и 50 %, т.е. чем меньше исходная твёрдость наплав-лепного металла, тем больше её прирост при накатке роликами горячего металла. При наплавке деталей под легированным флюсом увеличение поверхностной твёрдости в результате накатки роликами незначительно (4...38 %).

Наибольший прирост микротвёрдости наблюдается при наплавке под флюсом АН-348А проволокой Св-08А: при накатке с усилием 5 кН - на 60 %, а с усилием 10 кН - на 72 %. При наплавке деталей под легированным флюсом (АН-348А + 2,5 % графита + 2 % феррохрома) проволокой Нп-ЗОХГСА: с усилием 5 кН — на 31 %, а с усилием 10 кН - на 58,8 %. Микротвёрдость основного металла не изменилась. В результате применения ППД роликами наплавленного металла, поверхностная твердость и микротвёрдость по глубине металлопокрытия повышаются, распределение по длине и глубине детали становится более равномерным.

Металлографическое исследование и фотографирование макро- и микроструктур производились на металломикроскопе МИМ-8. Внешний осмотр и макроанализ деталей показали, что в наплавленном без накатки металле имеются раковины и поры диаметром 0,2...0,4 мм, микротрещины, проходящие по стыкам наплавленных валиков. У образцов, восстановленных с накаткой роликами наплавленного металла, наличие микротрещин, пор и раковин не наблюдается. Макроструктура наплавленного металла улучшается. Исследованы упрочнённые металлопокрытия, наплавленные разными проволоками под флюсом АН-348А и легированным (АН-348А + 2,5 % графита + 2 % феррохрома). Наиболее благоприятная структура получается у деталей наплавленных проволоками Св-08Г2С и пружинной 2-го класса под легированным флюсом с накаткой роликами. Металл по глубине наплавленного слоя имеет структуру мелко- и среднеигольчатого мартенсита с небольшим количеством остаточного аустенита. По длине детали структура наплавленного металла однородна.

Исследование износостойкости восстановленных деталей проводились в лабораторных условиях на машине трения конструкции СМЦ-2. Для получения более интенсивного изнашивания в качестве контробразца использовались колодочки из бронзы и чугуна. Скорость относительного перемещения трущихся

поверхностей составляла 1,57 м/с при скорости вращения образцов 500 мин*1. Общая длина пути трения составляла 20 000 м, при пяти циклах по 4 000 м.

Исследования зависимости износа металлопокрытия наплавленного проволокой Св-08Г2С под легированным флюсом (АН-348А + 2,5 % графита + 2 % феррохрома), от пути трения при удельном давлении в паре трения 7,5 МПа показали, что накатка наплавленного металла с усилием на ролики 5 кН повышает его износостойкость на 28 %, с усилием 7,5 кН - на 61 %, а с усилием 10 кН - почти на 100 %. Интенсивность изнашивания упрочнённых металлопокрытий уменьшается. При дальнейшем увеличении усилия накатки износостойкость наплавок повышается незначительно. Повышение износостойкости и уменьшение коэффициента трения объясняется улучшением структуры и уменьшением количества дефектов в наплавленном металле, повышением твёрдости и появлением на поверхности и по глубине наплавленных деталей благоприятных сжимающих остаточных напряжений.

На основании проведенных экспериментальных исследований сделан вывод о положительном влиянии упрочняющей обработки горячего наплавленного слоя металла накатными роликами на качество поверхности отремонтированной детали, что позволяет увеличить сроки их службы в 2...4 раза по сравнению с деталями, восстановленными существующими способами.

В пятой главе рассмотрены вопросы, касающиеся выбора режимов ремонта изношенных деталей путевых машин и подвижного состава. В результате проведён-

ных исследований накоплено большое количество сведений, касающихся выбора технологических режимов восстановления деталей и их влияния на качество выполненного ремонта, и, как следствие, на ресурс отремонтированных деталей. Установлены взаимосвязи режимов наплавки и упрочнения, параметров применяемого инструмента, качества получаемого металлопокрытия и эксплуатационных свойств восстановленных деталей. Накопленные данные сведены в графики и таблицы, применение которых позволяет избежать ошибок при назначении технологических режимов восстановления изношенных деталей путевых машин и подвижного состава. В таблице 1 приведены рекомендуемые режимы наплавки и накатки роликами. Использование полученных графиков и таблиц, позволяет управлять качеством восстанавливаемых деталей.

Таблица1

Рекомендуемые режимы наплавки и накатки роликами деталей

ПАРАМЕТРЫ Диаметр детали, мм

60 120 240

Скорость вращения детали, мин"1 3 2 0,75

М Диаметра электродной проволоки, мм 1,6...1,8 1,8...2,0 2...3

03 Шаг наплавки, мм/об 3,5...4,0 3,5...4,5 4...5

■< ^ Напряжение на дуге, В 20...22 22...24 25...30

с Сила сварочного тока, А 190...200 220...240 260...280

с а Скорость подачи проволоки, м/мин 1,3...1,6 2,3...2,5 3...4

Вылет электродной проволоки, мм 15...20 20...25 20...25

Диаметр накатного ролика, мм 80...100 100...120 120...150

< Ширина накатною ролика, мм 12...15 14...15 15...18

Ширина пояска накатного ролика, мм 6...8 6...8 6...8

н с и Радиус заходной части ролика, мм 3...3,5 3,5 4,5...5

Профильный радиус ролика, мм 6...8 6...8 6...8

с Твёрдость поверхности ролика, НЯС 60...65 60...65 60...65

ж Усилие накатки, кН 8...10 8...10 8...10

Расстояние ролика от сварочной дуги, мм 25...35 20...26 15...20

При технико-экономической оценке способов ремонта изношенных деталей путевых машин и подвижного состава (предлагаемый и существующий) использована методика В.П. Семибратова, основанная на сопоставлении суммарных затрат. Годовой экономический эффект от внедрения ресурсосберегающей технологии ремонта изношенных деталей определяется по формуле

Эг = (С1-С2)-Аг-к-Е11=ДС-Аг-к.Ек)руб, где С,, С2 — себестоимость единицы продукции, производимой соответственно по существующей и новой технологиям, руб; Аг — годовой объём ремонта изношенных деталей в расчетном году, шт; к - величина дополнительных капитальных вложений в производственные фонды, руб; Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений.

Для определения технологической себестоимости сравниваемых вариантов использован поэлементный метод. С целью упрощения расчёта, в себестоимость ремонта деталей включались только те элементы затрат, которые различны по величине, для сравниваемых вариантов.

Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения указанной технологии восстановления составил: для ремонтных предприятий СКЖД —1,2 млн. рублей на программу ремонта направляющих роликов транспортёра путеукладочного поезда (3000 шт.); для РЭРЗ им. В.И. Ленина (г. Ростов н/Д) - 2 млн. рублей на программу ремонта группы деталей ходовой части подвижного состава электровозов (5676).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведённые исследования износа и расчёт контактных напряжений в системе «ролик-рельс» направляющих роликов транспортёра путеукладочного поезда показали, что долговечность их определяется величиной и характером износа. Выявлено, что преимущественным видом изнашивания, возникающим при наличии трения качения без смазки, является усталостное изнашивание с сопутствующим ему окислительным износом. Распределение величин износа роликов подчиняется закону нормального распределения.

2. Определены пути повышения качества деталей путевых машин и подвижного состава. При их ремонте необходимо стремиться к получению: высокой поверхностной твёрдости и микротвёрдости, равномерно распределённых по длине и глубине детали; однородной структуры нанесённого металлопокрытия по длине детали; сжимающих остаточных напряжений.

3. Анализ существующих технологических методов наплавки и упрочняющей обработки ППД показал возможность совмещения в единой технологической схеме с использованием тепла сварочной дуги электродуговую наплавку под слоем легированного флюса и упрочняющую обработку накаткой роликами.

4. С целью исследования влияния температурных полей на процесс упрочнения нанесённого слоя металла уточнены теоретические положения для расчёта температур наплавленного металла в зонах деформации.

5. На основе математической модели расчёта температурных полей разработана компьютерная модель для автоматизированного расчёта и построения зависимостей температуры наплавленного металла по длине детали.

6. В результате проведённых исследований температуры наплавленного металла в зонах деформации установлено, что: теоретические расчёты температурных полей наплавленного металла хорошо согласуются с данными экспериментов, расхождение при этом не превышает 10 %, что подтверждает состоятельность теоретических положений; во всех случаях температура металла первых наплавленных валиков в момент их наплавки в зоне деформации находится в пределах 200...400 °С, в связи с интенсивным отбором тепла холодной деталью; при наплавке последующих валиков температура первых повышается за счёт притока тепла от последующих наплавляемых валиков; в момент окончания наплавки температура нанесённого металла в зоне деформации в начале, середине и конце детали находится в пределах 500... 1000 СС; температуры на глубине 2 мм от поверхности наплавки практически не отличаются от температур на по-

верхности, что даёт возможность говорить об однородности тепловых полей, возникающих на поверхности и глубине детали.

7. Разработана и уточнена математическая модель теоретического расчёта технологических параметров упрочнения наплавленного слоя металла с учётом существующих методик расчёта.

8. Разработана методика автоматизированного расчёта и выбора рациональных технологических параметров упрочнения наплавленного металла накатными роликами в виде блок-схемы и программы расчёта для ЭВМ, позволяющая по заданным геометрическим параметрам роликов и технологическим факторам получать требуемые усилие накатки и глубину наклёпа и зависимости параметров.

9. В результате проведённых исследований установлено, что: большое влияние на усилие накатки и глубину наклёпа оказывает предел текучести наплавленного металла; для получения одинаковой глубины наклёпа, при наплавке под легированным флюсом, усилие накатки выше, чем при наплавке под обычным флюсом АН-348А; с увеличением усилия накатки, геометрии накатных роликов возрастает глубина и интенсивность наклёпанного слоя. Но с ростом усилия накатки выше допустимой величины глубина наклёпа и поверхностная твердость металлопокрытия детали снижаются, вследствие разрушения тонкого поверхностного слоя металлопокрытия (перенаклёп); уменьшение ширины цилиндрического пояска накатного ролика при одинаковых усилиях накатки приводит к повышению глубины наклёпа; для получения требуемой глубины наклёпа металлопокрытия следует соответственно рассчитывать и выбирать необходимые усилие накатки и геометрию накатных роликов.

10. Исследованиями установлено, что в результате накатки горячего металла роликами высота неровностей наплавленного слоя уменьшается, а чистота поверхности детали повышается. Как следствие снижается трудоёмкость процесса механической обработки восстановленных деталей и повышается производительность труда; поверхностная твёрдость и микротвёрдость наплавленного слоя металла повышаются, их распределение становится более равномерным по длине и глубине детали; благоприятные сжимающие остаточные напряжения в 2...4 раза больше, а залегание их на 1...2 мм глубже, чем у деталей, наплавленных без накатки роликами; наплавленный металл имеет более мелкозернистую и однородную по длине детали структуру; пор и раковин в наплавленном слое металла не наблюдается, трещины на стыках наплавленных валиков отсутствуют; износостойкость металлопокрытия в 2...4 раза выше, чем у не упрочнённых, и практически равна износостойкости новых деталей; наблюдается большая устойчивость наплавленного металла к схватыванию (на 50 %); Таким образом, детали, восстановленные с применением упрочняющей обработки, имеют более качественное металлопокрытие, чем детали, восстановленные по существующей технологии, что положительно отражается на их долговечности и эксплуатационной надёжности.

11. В результате исследований установлено, что направляющие ролики транспортёра путеукладочного поезда необходимо восстанавливать проволокой Св-08Г2С под легированным флюсом (АН-348А + 2,5 % графита + 2 % феррохрома), а детали ходовой части подвижного состава электровозов - проволокой Св-08А под тем же легированным флюсом.

12. Выполнен технико-экономический расчёт эффективности применения упрочняющей обработки наплавленного слоя металла накатными роликами при ремонте деталей путевых машин и подвижного состава. Установлено, что: в результате легирования и накатки наплавленного слоя металла удалось исключить из технологической цепи восстановления закалку наплавленных поверхностей ТВЧ и одну транспортную операцию; ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения указанной технологии восстановления составил: для ремонтных предприятий СКЖД -1,2 млн. рублей на программу ремонта направляющих роликов транспортёра путеукладочного поезда (3000 шт.); для РЭРЗ (г. Ростов н/Д) - 2 млн. рублей на программу ремонта группы деталей ходовой части подвижного состава электровозов (5676).

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Хачкинаян А.Е., Бойко Н.И. Факторы, определяющие износостойкость наплавленных деталей и проблема её повышения // Производство, эксплуатация и ремонт машин: Межвуз. сб. науч. тр. -Ростов н/Д: РГУПС, 2001. - С. 43—48.

2. Хачкинаян А.Е., Бойко Н.И. Разработка металлопокрытий с повышенной про-тивозадирной стойкостью и оптимизация состава ингредиентов легированного флюса // Производство, эксплуатация и ремонт машин: Межвуз. сб. науч. тр. -Ростов н/Д: РГУПС, 2001. - С. 48-53.

3. Бойко Н.И., Хачкинаян А.Е. Контактные напряжения в системе «ролик-рельс» транспортёра путеукладочного поезда и износ роликов // Производство, эксплуатация и ремонт машин: Межвуз. сб. науч. тр. - Ростов п/Д: РГУПС, 2001. -С. 53-60.

4. Бойко Н.И., Хачкинаян А.Е., Костров А.С. Влияние упрочняющей обработки наплавленного металла на его износостойкость // Производство, эксплуатация и ремонт машин: Межвуз. сб. науч. тр. -Ростов н/Д: РГУПС, 2001. - С. 60—62.

5. Хачкинаян А.Е., Бойко Н.И. Влияние параметров накатки роликами наплавленного металла на остаточные напряжения восстановленных деталей // Совершенствование технологии и организации обеспечения работоспособности машин с использованием восстановительно-упрочняющих процессов: Сб. науч. ст. по материалам междунар. науч.-техн. конф. - Саратов: СГТУ, 2003. - С. 243-249.

6. Хачкинаян А.Е., Бойко Н.И. Влияние накатки роликами на износостойкость наплавленных деталей // Высокие технологии в машиностроении: Материалы ме-ждунар. науч.-техн. конф. - Самара: СамГТУ, 2002. - С. 91-94.

7. Бойко Н.И., Хачкинаян А.Е. Улучшение структуры наплавленного металла деталей поверхностным пластическим деформированием //Тр. 62-й вузовской на-уч.-теорет. конф. проф.-преп. сост. «Транспорт-2003». - Ростов н/Д: РГУПС, 2003.-С. 161-162.

8. Бойко Н.И., Хачкинаян А.Е. Математическое и компьютерное моделирование технологического процесса поверхностной пластической деформации наплавленного слоя деталей // Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта: Сб. науч. тр. молодых учёных, аспирантов и докторантов / Под ред. д-ра техн. наук, проф. А.Н. Гуды. - Ростов н/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2003.-С. 21-24.

9. Бойко Н.И., Хачкииаян А.Е. Повышение твёрдости и микротвёрдости наплавленного и упрочнённого роликами поверхностного слоя деталей // Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства: Материалы междунар. конф.: В 2 ч. - Ч. 2. - Волгоград: ВолгГТУ, 2003. - С. 120-123.

10. Бойко Н.И., Хачкинаян А.Е. Моделирование технологических параметров накатки роликами наплавленного слоя деталей // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта: Материалы науч.-техн. конф. посвящ. 125-летию Свердловской ж. д.: В 3 т. - Т. 2. - Екатеринбург: УрГУПС, 2003. -С. 295-302.

11. Бойко Н.И. и др. Технические средства и методы повышения долговечности деталей транспортных машин. Монография / Н.И. Бойко, В.Е. Зиновьев, А.Е. Хачкинаян. - Ростов н/Д: РГУПС, 2003. - 238 с.

12. Хачкинаян А.Е., Бойко Н.И. Металлографическое исследование упрочнённого роликами наплавленного слоя металла // Технология ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций: Материалы 6-й междунар. практич. конф. выст. - Санкт-Петербург: СПбГПУ, 2004.-С. 91-100.

13. Хачкинаян А.Е., Бойко Н.И. Износ роликов транспортёра путеукладочного поезда // Тр. всеросс. науч.-практич. конф. «Транспорт-2004». - Ростов н/Д: РГУПС,2004.-С. 81-85.

14. Бойко Н.И., Хачкинаян А.Е. Восстановление роликов транспортёра путеукладочного поезда // Тр. всеросс. науч.-практич. конф. «Транспорт-2004». - Ростов н/Д: РГУПС,2004.-С. 60-64.

15. Хачкинаян А.Е., Бойко Н.И. Влияние технологической наследственности на эксплуатационные свойства восстановленных деталей // Тр. всеросс. науч.-практич. конф. «Транспорт-2004». -Ростов н/Д: РГУПС, 2004. - С. 79-81.

»19494

Хачкинаян Амбарцум Ервандович

Управление формообразованием и качеством наплавленного металла поверхностным пластическим деформированием деталей путевых машин и подвижного состава

Автореферат диссертации

на соискание учёной степени кандидата технических наук

Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Ризография. Усл. печ. л. 1,1. Тираж 100. Заказ №989.'

Ростовский государственный университет путей сообщения Ризография АСУ РГУПС.

Адрес университета: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Народного ополчения, 2.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ современных методов технологического упрочнения деталей машин, разработка классификации этих методов.

1.2. Контактные напряжения в системе «ролик-рельс» и исследование величин и характера износа направляющих роликов транспортёра путеукладочного поезда.

1.3. Анализ причин возникновения отказов деталей машин, восстановленных наплавкой.

1.4. Анализ основных направлений и методов наплавки цилиндрических деталей

Цели и задачи исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ

В ЗОНАХ ДЕФОРМАЦИИ.

2.1. Теоретический расчёт температурных полей в наплавленном слое металла в зонах пластической деформации.

2.2. Экспериментальные исследования температуры наплавленного металла в зонах пластической деформации.

2.3. Анализ теоретических и экспериментальных исследований температурных полей в зонах деформации.

Выводы.

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ППД НАКАТКОЙ РОЛИКАМИ НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА В ПРОЦЕССЕ ЕГО НАНЕСЕНИЯ.

3.1. Оборудование и инструмент для упрочнения наплавленного металла накаткой роликами.

3.2. Математическое моделирование технологического процесса накатки роликами наплавленного металлопокрытия.

3.3. Компьютерное моделирование технологического процесса накатки роликами наплавленного металлопокрытия.

3.4. Исследование технологических параметров процесса накатки роликами наплавленного металла.

Выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ НАКАТНЫМИ РОЛИКАМИ НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛОПОКРЫТИЯ НА ЕГО ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.

4.1. Исследование шероховатости поверхности восстановленных деталей

4.2. Исследование остаточных напряжений в поверхностном слое упрочнённого роликами металлопокрытия.

4.3. Исследование твёрдости и микротвёрдости, пластичности и прочности поверхностного слоя восстановленных деталей.

4.4. Металлографическое исследование упрочнённого роликами наплавленного слоя металла.

4.5. Исследование влияния накатки роликами наплавленного металлопокрытия на его износостойкость.

Выводы

5. РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ПРИ РЕМОНТЕ ДЕТАЛЕЙ.

5.1. Разработка рациональных режимов упрочняющей обработки наплавленного металла цилиндрических деталей.

5.2. Управление качеством поверхности восстанавливаемых деталей.

5.3. Технико-экономическое обоснование целесообразности применения упрочняющей обработки горячего металлопокрытия при ремонте деталей.

Выводы

Важнейшей задачей железнодорожного транспорта является повышение надёжности и долговечности путевых машин и подвижного состава. Решение этих вопросов прямо зависит от создания и освоения прогрессивных ресурсосберегающих технологических методов улучшения качества деталей и повышения их износостойкости, снижения себестоимости, увеличения производительности, повышения долговечности и улучшения условий труда.

Одним из мощных источников эффективного использования материальных и трудовых ресурсов является восстановление и упрочнение деталей машин. При восстановлении изношенных деталей на 1 млн. рублей экономия металла составляет около 2 тыс. тонн. При этом в 5.8 раз сокращается количество технологических операций и уменьшается на 40.80 % стоимость восстановленных деталей по сравнению с изготовлением новых.

Возрастающие требования к качеству ремонта путевых машин и подвижного состава связаны с необходимостью повышения их надёжности и долговечности, производительности и коэффициента полезного действия, которые в значительной мере определяются эксплуатационными свойствами их деталей и узлов. Изучение и распространение опыта организации, и внедрение новых ресурсосберегающих технологий изготовления и ремонта деталей и узлов машин является основой всемерной экономии материальных и топливно-энергетических ресурсов. Их значительная доля в структуре общих затрат во многом обусловлена недостаточной информированностью конструкторско-технологи-ческих служб и подготовленностью кадров специалистов.

Наибольшее число отказов (до 80%) работы машин обусловлено процессами изнашивания или комплексными причинами, где изнашивание играет доминирующую роль. Опыт передовых ремонтных предприятий показывает, что большинство деталей, поступивших в ремонт, выбраковываются вследствие незначительного износа рабочих поверхностей, составляющего не более 1 % от исходной массы детали. Свыше 60 % деталей может быть с успехом восстановлено, поскольку у большинства машин и механизмов они имеют значительно более высокий ресурс долговечности по прочности, чем по износостойкости.

Использовать остаточный ресурс долговечности по прочности изношенных деталей весьма эффективно с помощью такого прогрессивного способа восстановления и упрочнения, как наплавка. Доля упрочняющей наплавки при изготовлении новых изделий и деталей составляет 32.34%. По разнообразию и объёму применения наплавки и других способов восстановления деталей железнодорожный транспорт занимает одно из ведущих мест в народном хозяйстве страны. Среди существующих способов восстановления быстроизнашивающихся деталей машин ведущее место занимает автоматическая электродуговая наплавка сплошной или порошковой проволокой под флюсом, в защитных газах или открытой дугой. Анализ современных методов наплавки показывает, что для наплавленного металла характерны ряд факторов, которые в комплексе приводят к значительному снижению износостойкости нанесённого металлопокрытия деталей: значительный разброс механических свойств; наличие включений и металлургических дефектов; неоднородность структуры и неравномерность поверхностной твёрдости по длине детали; наличие неблагоприятных растягивающих напряжений; снижение усталостной прочности наплавленных деталей; трудность механической обработки.

Надёжность работы машин непосредственно связана с качеством поверхностного слоя деталей, от которого зависят эксплуатационные свойства - износостойкость, сопротивление усталости, сопротивление контактной усталости, коррозионная стойкость и др. Повышение качества металлопокрытия и износостойкости восстановленных деталей является важной задачей на ремонтных предприятиях железнодорожного транспорта. Повышение износостойкости деталей позволяет, в известной мере, разрешить задачу повышения долговечности машин.

В связи с этим, представляется актуальным разработка и совершенствование технологического процесса поверхностной пластической деформации (ППД) наплавленного металла цилиндрических деталей в условиях воздействия тепла сварочной дуги, направленного на управление формообразованием и качеством наплавленного металла. При минимальных затратах применение этого способа позволяет: использовать остаточный ресурс долговечности детали по прочности; улучшить качество и физико-механические свойства металлопокрытий; увеличить экономическую эффективность восстановления деталей путевых машин и подвижного состава.

Таким образом, актуальность темы обусловлена с одной стороны, практической значимостью и перспективностью широкого применения ППД роликами горячего наплавленного металла деталей, а, с другой стороны, недостаточным объёмом научной информации о возможностях влияния ППД роликами на металлопокрытия деталей, способах производства для рационального и эффективного использования на практике при ремонте путевых машин и подвижного состава.

В качестве объекта исследования выбрано металлопокрытие, наносимое на цилиндрические детали машин и механизмов автоматической электродуговой наплавкой различными проволоками под слоем флюса с упрочняющей обработкой накатными роликами при использовании тепла сварочной дуги.

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации» (РГУПС) на кафедре «Эксплуатация и ремонт машин».

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Проведённые исследования износа и расчёт контактных напряжений в системе «ролик-рельс» направляющих роликов транспортёра путеукладочного поезда показали, что долговечность их определяется величиной и характером износа. Выявлено, что преимущественным видом изнашивания, возникающим при наличии трения качения без смазки, является усталостное изнашивание с сопутствующим ему окислительным износом. Распределение величин износа роликов подчиняется закону нормального распределения.

2. Определены пути повышения качества деталей путевых машин и подвижного состава. При их ремонте необходимо стремиться к получению: высокой поверхностной твёрдости и микротвёрдости, равномерно распределённых по длине и глубине детали; однородной структуры нанесённого металлопокрытия по длине детали; сжимающих остаточных напряжений.

3. Анализ существующих технологических методов наплавки и упрочняющей обработки ППД показал возможность совмещения в единой технологической схеме с использованием тепла сварочной дуги электродуговую наплавку под слоем легированного флюса и упрочняющую обработку накаткой роликами.

4. С целью исследования влияния температурных полей на процесс упрочнения нанесённого слоя металла уточнены теоретические положения для расчёта температур наплавленного металла в зонах деформации.

5. На основе математической модели расчёта температурных полей разработана компьютерная модель для автоматизированного расчёта и построения зависимостей температуры наплавленного металла по длине детали.

6. В результате проведённых исследований температуры наплавленного металла в зонах деформации установлено, что: теоретические расчёты температурных полей наплавленного металла хорошо согласуются с данными экспериментов, расхождение при этом не превышает 10 %, что подтверждает состоятельность теоретических положений; во всех случаях температура металла первых наплавленных валиков в момент их наплавки в зоне деформации находится в пределах 200.400 °С, в связи с интенсивным отбором тепла холодной деталью; при наплавке последующих валиков температура первых повышается за счёт притока тепла от последующих наплавляемых валиков; в момент окончания наплавки температура нанесённого металла в зоне деформации в начале, середине и конце детали находится в пределах 500. .1000 °С; температуры на глубине 2 мм от поверхности наплавки практически не отличаются от температур на поверхности, что даёт возможность говорить об однородности тепловых полей, возникающих на поверхности и глубине детали.

7. Разработана и уточнена математическая модель теоретического расчёта технологических параметров упрочнения наплавленного слоя металла с учётом существующих методик расчёта.

8. Разработана методика автоматизированного расчёта и выбора рациональных технологических параметров упрочнения наплавленного металла накатными роликами в виде блок-схемы и программы расчёта для ЭВМ, позволяющая по заданным геометрическим параметрам роликов и технологическим факторам получать требуемые усилие накатки и глубину наклёпа и зависимости параметров.

9. В результате проведённых исследований установлено, что: большое влияние на усилие накатки и глубину наклёпа оказывает предел текучести наплавленного металла; для получения одинаковой глубины наклёпа, при наплавке под легированным флюсом, усилие накатки выше, чем при наплавке под обычным флюсом АН-348А; с увеличением усилия накатки, геометрии накатных роликов возрастает глубина и интенсивность наклёпанного слоя. Но с ростом усилия накатки выше допустимой величины глубина наклёпа и поверхностная твердость металлопокрытия детали снижаются, вследствие разрушения тонкого поверхностного слоя металлопокрытия (перенаклёп); уменьшение ширины цилиндрического пояска накатного ролика при одинаковых усилиях накатки приводит к повышению глубины наклёпа; для получения требуемой глубины наклёпа металлопокрытия следует соответственно рассчитывать и выбирать необходимые усилие накатки и геометрию накатных роликов.

10. Исследованиями установлено, что в результате накатки горячего металла роликами высота неровностей наплавленного слоя уменьшается, а чистота поверхности детали повышается. Как следствие снижается трудоёмкость процесса механической обработки восстановленных деталей и повышается производительность труда; поверхностная твёрдость и микротвёрдость наплавленного слоя металла повышаются, их распределение становится более равномерным по длине и глубине детали; благоприятные сжимающие остаточные напряжения в 2.4 раза больше, а залегание их на 1.2 мм глубже, чем у деталей, наплавленных без накатки роликами; наплавленный металл имеет более мелкозернистую и однородную по длине детали структуру; пор и раковин в наплавленном слое металла не наблюдается, трещины на стыках наплавленных валиков отсутствуют; износостойкость металлопокрытия в 2.4 раза выше, чем у не упрочнённых, и практически равна износостойкости новых деталей; наблюдается большая устойчивость наплавленного металла к схватыванию (на 50 %); Таким образом, детали, восстановленные с применением упрочняющей обработки, имеют более качественное металлопокрытие, чем детали, восстановленные по существующей технологии, что положительно отражается на их долговечности и эксплуатационной надёжности.

11. В результате исследований установлено, что направляющие ролики транспортёра путеукладочного поезда необходимо восстанавливать проволокой Св-08Г2С под легированным флюсом (АН-348А + 2,5 % графита + 2 % феррохрома), а детали ходовой части подвижного состава электровозов — проволокой Св-08А под тем же легированным флюсом.

12. Выполнен технико-экономический расчёт эффективности применения упрочняющей обработки наплавленного слоя металла накатными роликами при ремонте деталей путевых машин и подвижного состава. Установлено, что: в результате легирования и накатки наплавленного слоя металла удалось исключить из технологической цепи восстановления закалку наплавленных поверхностей ТВЧ и одну транспортную операцию; ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения указанной технологии восстановления составил: для ремонтных предприятий СКЖД —1,2 млн. рублей на программу ремонта направляющих роликов транспортёра путеукладочного поезда (3000 шт.); для РЭРЗ (г. Ростов н/Д) - 2 млн. рублей на программу ремонта группы деталей ходовой части подвижного состава электровозов (5676).

174

1. Бойко Н.И. Повышение качества поверхности деталей машин ресурсосберегающими технологиями: Учебник для вузов. - Ростов н/Д: РГУПС, 1995.-254 с.

2. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник. М.: Машиностроение, 1987. -328 с.

3. Поляк М.С. Технология упрочнения. Технологические методы упрочнения. В 2 т., Т. 1. М.: Скрипт, Машиностроение, 1995. - 832 с.

4. Браславский В.М. Технология обкатки крупных деталей роликами. М.: Машиностроение, 1975. — 160 с.

5. Школьник Л.М., Шахов В.И. Технология и приспособления для упрочнения и отделки деталей накатыванием. М.: Машиностроение, 1964. -184 с.

6. Процессы упрочнения деталей машин. М.: Наука, 1964. - 180 с.

7. Папшев Д.Д. Упрочнение деталей обкаткой шариками. М.: Машиностроение, 1968. - 132 с.

8. Папшев Д. Д. Отдел очно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. -М.: Машиностроение, 1978. 152 с.

9. Балтер М.А. Упрочнение деталей машин. М.: Машиностроение, 1978. -184 с.

10. Моторная платформа МПД. Техническое описание и инструкция по эксплуатации МП.ОО.ОО.ОО.ОО.ТО. М.: Транспорт, 1976. - 80 с.

11. Инструкция по закреплению пакетов звеньев рельсошпальной решётки на четырёхосных платформах и о порядке следования укладочных и раз-борочных поездов. М.: Транспорт, 1973. - 95 с.

12. Путевое хозяйство / Под ред. И.Б. Лехно. М.: Транспорт, 1981. - 447 с.

13. Производство и термическая обработка железнодорожных рельсов / Под ред. В.В. Лемпицкого, Д.С. Казарновского. М.: Металлургия, 1972. -272 с.

14. Журавлёв В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали. М.: Машиностроение, 1981.-391 с.

15. Дрейзеншток З.Б., Лушков Н.Л. Справочник сварщика-судостроителя. -Л.: Судостроение, 1977. 352 с.

16. Изгиб и статически неопределимые системы / Под ред. В.И. Федосеева. -М.: Высшая школа, 1981. — 150 с.

17. Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Справочник по сопротивлению материалов. — Киев: Наукова думка, 1988. 736 с.

18. Ковальский Б.С. Грузоподъёмные машины. Передвижение кранов. — Харьков, 1963.-216 с.

19. Ряскин В.Г. Поездам надёжный путь // Путь и путевое хозяйство. — 1989. -№ 5.-С. 32-33

20. Правила ремонта укладочного крана УК-25/9-18. М.: Транспорт, 1984. - 192 с.

21. Ушаков С.М., Алшгут М.Г., Журавский-Скалов Д.Л. Ремонт путевых машин: Справочник. -М.: Транспорт, 1988. -225 с.

22. Степнов М.Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний. -М.: Машиностроение, 1972. 232 с.

23. Солонин И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения. — М.: Машиностроение, 1972.-215 с.

24. Костецкий Б.И. Износостойкость деталей машин. Киев: Машгиз, 1950. -168 с.

25. Костецкий Б.И. Фундаментальные закономерности трения и износа. Киев: Техника, 1981. -32 с.

26. Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение, 1985.-240 с.

27. Грохольский Н.Ф. Восстановление деталей машин и механизмов сваркой и наплавкой. М.: - Л.: Машгиз, 1962. — 275 с.

28. Волжин Г.Н., Ровках С.Е., Вердников В.Г. Восстановление изношенных деталей строительных машин. М.: Стройиздат, 1968. - 237 с.

29. Шадричев В.А. Основы выбора рационального способа восстановления автомобильных деталей металлопокрытиями. М.: — JL: Машгиз, 1982. — 296 с.

30. Фрумин И.И. Автоматическая электродуговая наплавка. Харьков: Ме-таллургиздат, 1961.-421 с.

31. Доценко Н.И. Восстановление автомобильных деталей сваркой и наплавка. -М.: Транспорт, 1972. 352 с.

32. Куликов Г.Д. Современные способы восстановления деталей наплавкой.- Челябинск: Южно-Уральское кн. изд., 1974. 181 с.

33. Черноиванов В.И., Андреев В.П. Восстановление деталей сельскохозяйственных машин. — М.: Колос, 1983. — 288 с.

34. Наливкин В.А. Централизованное восстановление деталей автоматической наплавкой и сваркой. — Саратов: Приволжское кн. изд., 1965. — 188 с.

35. Метлин Ю.К., Новиков И.В., Акильев С.А. Восстановление изношенных деталей дорожных машин. — М.: Транспорт, 1977. — 184 с.

36. Кряжков В.М. Восстановление деталей сельскохозяйственной техники механизированной наплавкой с применением упрочняющей технологии.- М.: ГОСНИТИ, 1972. 208 с.

37. Лившиц Л.Г., Поляченко A.B. Восстановление автотракторных деталей. -М.: Колос, 1966.-479 с.

38. Бойко Н.И. Повышение эффективности механической обработки наплавленного металла за счет тепла, генерируемого сварочной дугой: Дис. д— ра техн. наук. Самара, 1991. - 290 с.

39. Руководство по электродуговой сварке под флюсом / Под ред. Б.Е. Патона. -М.: Машгиз, 1957.-428 с.

40. Шляпин В.Б., Виноградов Ю.Б., Шахнов Ю.И. Вибродуговая наплавка под флюсом деталей подвижного состава. — М.: Трансиздат, 1962. 26 с.

41. Разиков М.И., Толстов И.А. Справочник мастера наплавочного участка. -М.: Машиностроение, 1966. — 200 с.

42. Воловик ЕЛ. Справочник по восстановлению деталей. — М.: Колос, 1981. -351 с.

43. Киселёв С.Н., Аксёнова Л.А., Засыпкин В.В. Технология сварочного производства при ремонте подвижного состава: Учебное пособие. — М.: МИИТ, 1983.-99 с.

44. Сидоров А.И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой. -М.: Машиностроение, 1987. 192 с.

45. Кидин И.Н. Термическая обработка стали при индукционном нагреве. — М.: Металлургиздат, 1950. 195 с.

46. Рыкалин H.H. Расчёт тепловых процессов при сварке. М.: Машгиз. 1951.-296 с.

47. Шебанов В.А. Расчёт термических циклов при наплавке деталей цилиндрической формы вдоль образующей // Автоматическая сварка. — 1961.-№ 12.-С. 10-12.

48. Махненко В.И. К расчёту температурного поля при электродуговой наплавке круглых цилиндров // Автоматическая сварка. 1961. — № 12. — С. 6-9.

49. Махненко В.И., Кравцов Т.Г. Тепловые процессы при механизированной наплавке деталей типа круговых цилиндров. Киев: Наукова думка, 1976.- 159 с.

50. Орлов A.A. Расчет температурных полей при наплавке цилиндрических деталей // Автоматическая сварка. — 1963. № 11. — С. 1-9.

51. Бойко H.H. Расчёт температуры наплавленного металла в зоне деформации // Эксплуатация и ремонт транспортных и путевых машин: Межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д: РИИЖТ, 1973. - Вып. 93. - С. 106-108.

52. Бойко Н.И., Богачёв В.А. Технология наплавки и температурные поля при комплексном восстановлении цилиндрических деталей // Сварочное производство. 1984. - № 4. - С. 5-7.

53. Бойко H.H. Распределение температуры в зоне обработки наплавленного металла // Повышение надёжности и долговечности путевых и строительных машин технологическими методами: Межвуз. сб. науч. тр. — Ростов н/Д: РИИЖТ, 1978. Вып. 142. - С. 82-86.

54. Багрянский К.В., Добритина З.А., Хренов К.К. Теория сварочных процессов. -М.: Высшая школа, 1976. 424 с.

55. Петров Г.Л., Тумарёв A.C. Теория сварочных процессов. — М.: Высш. шк., 1977.-392 с.

56. Исследование способов восстановления опорных катков, температурных полей и усилий накатки роликами наплавленного металла: Отчёт о НИР / ВНТИЦентр; Руководитель Н.И. Бойко. № ГР 75002836; Инв. № 7643680. - Ростов-на-Дону (РИИЖТ), 1974. - 135 с.

57. Исследование методов повышения долговечности деталей машин: Отчёт о НИР / ВНТИЦентр; Руководитель Н.И. Бойко. № ГР 79004988; Инв. № 6724607. - Ростов н/Д: РИИЖТ, 1978. - 124 с.

58. Бойко Н.И. Новые эффективные способы наплавки деталей строительных машин: Лекция. Ростов н/Д: РИИЖТ, 1984. - 39 с.

59. Гордов А.Н., Киренков И.И. Методы измерения высоких температур. -М.: Стандартиздат, 1960. — 305 с.

60. Бойко Н.И. Термомеханическое упрочнение наплавленного металла: Моногр. Ростов н/Д: РИИЖТ, 1986. 184 с. - Деп. в ВИНИТИ 25.07.86, № 5439-1386.

61. Бойко Н.И. Восстановление деталей наплавкой с упрочнением роликами // Механизация строительства. 1973. — № 7. - С. 14-15.

62. А. с. № 383572 СССР. Устройство для восстановления и упрочнения цилиндрических поверхностей / Н.И. Бойко, A.A. Шишкин. № 1639752; Заяв. 18.03.71; Опубл. 23.05.73. Бюл. № 24. - 6 с.

63. А. с. № 513802 СССР. Способ восстановления изношенных цилиндрических деталей. / Н.И. Бойко. -№ 1989250; Заяв. 18.01.74; Опубл. 15.05.76. Бюл. № 18.-4 с.

64. Бойко Н.И. Устройство для наплавки с термомеханической обработкой накатными роликами изношенных деталей // Информ. листок № 238. — Ростов н/Д: Сев.-Кав. межотрасл. террит. ЦТНИ и пропаганды, 1971. 4 с.

65. Бойко Н.И., Богатиков E.H. Флюсоудерживающее устройство для наплавке цилиндрических деталей // Информ. листок № 524. Ростов н/Д: Сев.-Кав. межотрасл. террит. ЦТНИ и пропаганды, 1984. - 3 с.

66. А. с. № 435912 СССР. Устройство для удаления шлаковой корки / Н.И. Бойко, A.A. Шишкин. -№ 1840739; Заяв. 21.03.74; Опубл. 15.07.74. Бюл. № 26. 4 с.

67. Бойко Н.И. Устройство для удаления шлаковой корки при наплавке деталей под флюсом // Информ. листок № 531. Ростов н/Д: Сев.-Кав. межотрасл. террит. ЦТНИ и пропаганды, 1973. - 3 с.

68. Саррак В.И., Энтин Р.И. Упрочнение аустенита при ТМО // МиТОМ. — 1964.-№4.-С. 45-50.

69. Гуляев A.M., Шигарев A.C. Влияние термомеханической обработки на 'тонкую структуру // МиТОМ. 1963. - № 4. - С. 23-26.

70. Смирнов-Алиев Г.А. Механические основы пластической обработки металлов. -Л.: Наука, 1968. 272 с.

71. Унксов Е.П. Инженерная теория пластичности. М.: Машгиз, 1959. -328 с.

72. Павлов И.М. Теория прокатки. — М.: Металлургиздат, 1950. — 610 с.

73. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. 4-е изд. — М.: Машиностроение, 1977. - 423 с.

74. Экелунд С.О. О некоторых динамических явлениях при прокатке / Материалы по прокатке. Т. 4. - М.: Изд-во ГОНТИ, 1948. - 254 с.

75. Дрозд М.С. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации. М.: Машиностроение, 1986. - 200 с.

76. Расчёт глубины пластической деформации при упрочнении деталей 1111Д / М.С. Дрозд, Ю.И. Сидякин, А.П. Осипенко, А.Н. Волынов // Вестник машиностроения. 1979. -№ 1. - С. 19-13.

77. Описание и руководство по использованию прибора для определения формы тел вращения (Модель 218). М., 1964. - 20 с.

78. Дунин-Барковский И.В., Карташова А.Н. Измерения и анализ шероховатости, волнистости и некруглости поверхности. М.: Машиностроение, 1978.-230 с.

79. Юдин Д.Л. Упрочнение в технологии металлов: БСЭ. 3-е изд. — М.: Сов. энцикл., 1977. - Т. 27. - С. 48.

80. Кудрявцев И.В. Внутренние напряжения как резерв прочности в машиностроении. М.: Машгиз, 1951.-278 с.

81. Какуевицкий В.А., Рагуцкий И.В. Влияние остаточных напряжений на усталостную прочность коленчатых валов, восстановленных наплавкой // Сварочное производство. 1967. - № 2. - С. 24-27.

82. Кравченко Б.А., Светличнов Б.П. Остаточные напряжения при обработке жаропрочных материалов точением // Обрабатываемость жаропрочных и титановых сплавов. Куйбышев: Куйб. кн. изд-во, 1962. - С. 385-397.

83. Кравченко Б.А., Митряев К.Ф. Обработка и выносливость высокопрочных материалов. Куйбышев: Куйб. кн. изд-во, 1968. - 156 с.

84. Кравченко Б.А. Силы, остаточные напряжения и трение при резании металлов. -Куйбышев: Куйб. кн. изд-во, 1962. 179 с.

85. Финкель В.М. Физические основы торможения разрушения. — М.: Металлургия, 1977. 92 с.

86. Тихонович В.И. Кинематика изменения поля напряжений в окрестностях единичного пятна контакта при трении // Литые износостойкие материалы. Киев, 1975. - С. 9-27.

87. Кузнецов Б.А. Информационный листок ЛДНТП. 1956. - № 94. - 6 с.

88. Гликман А.А., Бабаев А.Н. Рациональное применение способа Закса при определении остаточных напряжений в сплошных и полых цилиндрах // Заводская лаборатория. — 1956. № 4. — С. 421-429.

89. Какуевицкий В.А., Рагуцкий И.В. Использование приборов ПМТ-3 и УИМ-21 для исследования остаточных напряжений в наплавленных коленчатых валах // Наука и техника в городском хозяйстве. Киев: Буди-вельник, 1967.-С. 15-18.

90. Упрочнение термомеханической обработкой коленчатых валов при восстановлении их наплавкой / Н.И. Бойко, В.А. Какуевицкий, A.B. Песен-ко, И.В. Рагуцкий, A.A. Шишкин // Сварочное производство. 1973. - № 4.-С. 17-19.

91. Бойко Н.И., Бабенков Ю.И. Остаточные напряжения в наплавленных деталях // Информ. листок о научно-техническом достижении № 49—81— НТД. Серия 1007. Ростов н/Д: Ростовский межотрасл. террит. ЦТНИ и пропаганды, 1981. - 6 с.

92. Кобрин М.М., Дехтярь Л.И. Уточнённая экстраполяция и контроль эпюр при определении остаточных напряжений по Заксу // Заводская лаборатория. 1962.-№ 9. - С. 21-25.

93. Бойко Н.И. Формообразование и упрочнение деталей накаткой // Чистовая, отделочно-упрочняющая и формообразующая обработка металлов: Межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д: РИСХМ, 1973. - С. 137-142.

94. Бойко Н.И. Повышение качества и долговечности восстанавливаемых деталей погрузочно-разгрузочных машин: Лекция. — Ростов н/Д: РГУПС, 1981.-35 с.

95. Бойко Н.И, Бабенков Ю.И. Влияние физико-механических свойств наплавленного металла на абразивный износ // Повышение качества и эффективности производства деталей сельскохозяйственных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д: РИСХМ, 1983. - С. 52-56.

96. Петров И.В., Домбровская И.К. Повышение долговечности рабочих органов дорожных машин наплавкой. М.: Транспорт, 1970. - 105 с.

97. Бойко Н.И., Бабенков Ю.И. Улучшение качества поверхностного слоя наплавленных деталей // Совершенствование сварочного производства в сельхозмашиностроении: Межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д: РИСХМ, 1984.-С. 120-121.

98. Львов П.Н. Основы абразивной износостойкости дорожно-строитель-ных машин. -М.: Стройиздат, 1970. 226 с.

99. Южаков И.В., Калугин Ю.К. Экспресс-метод определения механических свойств поверхностных слоев восстановленных деталей автомобилей // Автомобильный транспорт. — 1974. № 11. - С. 38-42.

100. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Госэнергоиздат, 1964. - 252 с.

101. Россошинский A.A. Металлургия сварных швов. — М.: Машгиз, 1961. — 180 с.

102. Бойко Н.И. Износостойкость наплавленного металла: Моногр. Ростов н/Д: РИИЖТ, 1986. 178 с. - Деп. в ВНИИТЭМР 20.10.86, № 425.

103. Бойко Н.И. Управление физико-механическими свойствами наплавленного металла деталей // Повышение качества и надёжности машин: Меж-вуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д: РГУПС, 1994. - С. 3-28.

104. Бойко Н.И. Трение и износ наплавленного металла деталей // Повышение качества и надёжности машин: Межвуз. сб. науч. тр. — Ростов н/Д: РГУПС, 1994. С. 59-85.

105. Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин. Киев: Наукова думка, 1979.— 213 с.

106. Бойко Н.И. Методика лабораторных исследований износостойкости покрытий шеек коленчатых валов: Докл. на науч.-тех. конф. «Вопросы надёжности и долговечности транспортных и путевых машин». — Ростов н/Д: РИИЖТ, 1969.

107. Костецкий Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей машин. М — Киев: Машгиз, 1959. - 478 с.

108. Детали машин: Справочник / Под ред. Н.С. Ачеркана. М.: Машиностроение, 1968. - 428 с.

109. Курчаткин В.В., Тельнов Н.Ф. Надёжность и ремонт машин: Учебное пособие для вузов / Под ред. В.В. Курчаткина. — М.: Колос, 2000. — 172 с.

110. Новиков И.В., Акильев С.А. Восстановление деталей дорожных машин.- М.: Транспорт, 1965. 325 с.

111. Ш.Патон Е.О. Автоматическая электродуговая сварка. — М.: Машгиз, 1953. -396 с.

112. Бойко Н.И. Технико-экономический расчёт эффективности пластического деформирования наплавленного металла при ремонте деталей. Ростов н/Д: РИИЖТ, 1975. - 10 с.

113. Барташев Л.В., Семибратов В.П. Определение себестоимости машиноча-са работы металлорежущих станков // Вестник машиностроения. — 1967.- № 7. С. 78-80.

114. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений // Экономическая газета. — 1977. — № 10.-С. 11-14.

115. Семибратов В.П., Топычканов В.В., Бутаков Б.И. Экономическая эффективность обработки крупных деталей машин поверхностным пластическим деформированием // Вестник машиностроения. 1971. — № 12. - С. 71-73.

116. Боголюбов Б.Н., Малыгин Д.А. Износ деталей дорожных машин и его влияние на их срок службы // Строительные и дорожные машины. — 1965. -№ 1.- С. 45-50.

117. Третьяков С.А. Подвижной состав и тяга поездов. М.: Транспорт, 1979. -264 с.

118. Машнев М.М. Работоспособность и ресурс подвижного состава // Железнодорожный транспорт. — 1993. -№ 1. С. 33-36.

119. Материалы диссертации опубликованы автором в работах:

120. Хачкинаян А.Е., Бойко Н.И. Факторы, определяющие износостойкость наплавленных деталей и проблема её повышения // Производство, эксплуатация и ремонт машин: Межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д: РГУПС, 2001.- С. 43-48.

121. Бойко Н.И., Хачкинаян А.Е. Контактные напряжения в системе «ролик-рельс» транспортёра путеукладочного поезда и износ роликов // Производство, эксплуатация и ремонт машин: Межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д: РГУПС, 2001. - С. 53-60.

122. Бойко Н.И., Хачкинаян А.Е., Костров A.C. Влияние упрочняющей обработки наплавленного металла на его износостойкость // Производство, эксплуатация и ремонт машин: Межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д: РГУПС, 2001.-С. 60-62.

123. Хачкинаян А.Е., Бойко Н.И. Влияние накатки роликами на износостойкость наплавленных деталей // Высокие технологии в машиностроении: Материалы междунар. науч.-техн. конф. Самара: СамГТУ, 2002. -С. 91-94.

124. Бойко Н.И., Хачкинаян А.Е. Улучшение структуры наплавленного металла деталей поверхностным пластическим деформированием // Тр. 62-й вузовской науч.-теорет. конф. проф.-преп. сост. «Транспорт-2003». -Ростов н/Д: РГУПС, 2003. С. 161-162.

125. Бойко Н.И. и др. Технические средства и методы повышения долговечности деталей транспортных машин. Монография / Н.И. Бойко, В.Е. Зиновьев, А.Е. Хачкинаян. Ростов н/Д: РГУПС, 2003. - 238 с.

126. Хачкинаян А.Е., Бойко Н.И. Износ роликов транспортёра путеукладочного поезда // Тр. всеросс. науч.-практич. конф. «Транспорт-2004». -Ростов н/Д: РГУПС, 2004. С. 81-85.

127. Бойко Н.И., Хачкинаян А.Е. Восстановление роликов транспортёра путеукладочного поезда // Тр. всеросс. науч.-практич. конф. «Транспорт-2004». Ростов н/Д: РГУПС, 2004. - С. 60-64.

128. Хачкинаян А.Е., Бойко Н.И. Влияние технологической наследственности на эксплуатационные свойства восстановленных деталей // Тр. всеросс. науч.-практич. конф. «Транспорт-2004». Ростов н/Д: РГУПС, 2004.-С. 79-81.