автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Восстановление деталей автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин активированной дуговой металлизацией

№б ой

1 с апр ааоа

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ М РЛРЧЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК ¡.3.004.67

КУИКУС КЯСТАС ВИТО"

ПОССТЛИОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ, ТРАКТОРОВ II СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН АКТИВИРОВАННОЙ ДУГОВОЙ МЕТА ЛЛИЗЛ ЦИЕЙ

05.20.03 — Эксплуатация, восстановление и реммгт сельскохозяйстветпюй техники

Автореферата! диссертации на соискание ученой степени кандидата технических иаух

Минск — 2000

1'або1а выполнена в Белорусским юсударсшецном а1рариом техническом университете

Научный руководшель: Доктор технических наук, старший

научный сотрудник Ивашко В.С.

Официальные ошшиенш:

Докюр технических ни) к, профессор, член-корреспондент НАН Беларуси, Дорожктш И.II.

Кандидат технических наук, с|арший научный сотрудник Хнлто И И

Оппонирующая ор! ашиацим: ОАО «Проммашремош» 1. Полоцк

Защита состоится 2000 г. и ю часов на заседании

совета по защите диссертации Д02.31.02 при Белорусским государственном аграрном техническом университет (220023, г. Минск?" пр. Ф. Скорины, 99, корп. 1, ауд. 317, тел. 264-12-54)

С диссертацией можно ознакомиться в бнблио1еке Белорусскою государственного аграрием о технического ушшерсше1а.

Автореферат разослан «.22"» ^^^упЗ 2000 г.

Ученый секретарь совета по защите диссертаций,

ПоД^ <3 <?/' технических наук.донеш

.и/

А П. Новиков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Одним из основных направлений развития науки и техники в современных условиях является разработка ноЬых технологических процессов восстановления деталей автомобилей, тракторов л сельскохозяйственных машин, обеспечивающих снижение трудоемкости, расхода дорогостоящих материалов и энергозатрат процесса ремонта при повышении его производительности с гарантией высоких показателей надежности отремонтированных изделий. Особенно актуально это направление для Республики Беларусь в связи с развитой в ней сетью ремонтных предприятий, необходимостью повышения послеремонтного ресурса восстановленных деталей и ограниченностью сырьевых ресурсов.

Согласно экономической стратегии нашей Республики на 1996-2010 годы, утвержденных указом Президента Республики Беларусь №244 от 8 июня 1996 г., «...повышение конкурентоспособности продукции белорусских товаропроизводителей путем создания и развития производств, основанных на новых высоких технологиях..., является приоритетной задачей». Таким образом, тема диссертационной работы, направленной на улучшение качества восстанавливаемых деталей путем применения эффективной технологии активированной дуговой металлизации (АДМ), актуальна.

Необходимость исследований обусловлена также отсутствием научно обоснованных рекомендаций по использованию АДМ при восстановлении деталей автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных .машин в ремонтном производстве Республики Беларусь.

Связь работы с крупными научными программами, темами. Диссертационная работа проводилась в Белорусском государственном аграрном техническом университете (БАТУ) в рамках Плана научно-исследовательских работ университета на 1998-1999 гг, по Проблеме №5 «Технология ремонта сельскохозяйственной техники», утвержденной проректором по научной работе БАТУ, д.т.н, Е.М. Зайцем 14 января 1998 г.

Цель и задачи исследования.

. Цель исследования — разработка технологических основ нанесения покрытий с повышенными физико-механичвскими свойствами активированной дуговой металлизацией для восстановления изношенных Поверхностей деталей.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- щучено состояния вопроса восстановления деталей автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин способами наплавки и газотермическим напылением;

- разработана методика иссле/юканий;

- разработана физико-математическая модель газодинамических и тепло-физических процессов взаимодействия гетерогенной струи с напыляемыми частицами при АДМ;

. •- оптимизирована технология АДМ с учетом результатов моделирования и экспериментальных данных;

- разработан способ повышения качества покрытий, полученных АДМ;

- разработаны теоретические предпосылки выбора износостойкого и антифрикционного материала на основании результатов испытаний по определению адгезии смазки к покрытию и испытаний на изнашивание в условиях трения при граничной смазке;

- .проанализировано качество восстановленных деталей с исследованием структуры, химического состава и физико-механических характеристик напыленных покрытий;

- разработаны технологические рекомендации по восстановлению деталей способом АДМ;

- проведены эксплуатационные испытания восстановленных АДМ деталей;

- рассчитана экономическая эффективность восстановления деталей типа «вал» по разработанной технологии.

Объект и предмет исследования.

Объектом исследования является технология восстановления деталей

АДМ.

Предметом исследования являются процессы формирования покрытия, наносимого способом АДМ.

Методология и методы проведенного исследования. При выполнении работы использованы фундаментальные физические представления, современный математический аппарат и вычислительная техника.

Для достижения поставленной цели в качестве специальных методов исследования применялось физико-математическое моделирование, методы регистрации параметров быстропротекающих процессов, методы металлографических исследований, методы испытаний материалов на изнашивание и прочность.

• Научная новизна и значимость полученных результатов.

Для оптимизации режимов напыления впервые разработана физико-математическая модель газодинамических и тештофизических процессов взаимодействия гетерогенной струи с напыляемыми частицами при АДМ. Она отличается от существующих моделей учетом аэродинамического нагрева частиц в процессе относительного движения в высокоскоростной струе, что позволило уменьшить расхождение модели с реальными процессами.

Предложен способ повышения качества наносимого покрытия воздействием на него вращающейся металлической щетки в процессе напыления, об'еспс-

чиьшощий уменьшение пористости и содержания оксидов, увеличение предела прочности при растяжении и микротвердости покрытия^

При разработке теоретических предпосылок выбора материала покрытия, работающего в условиях трения при граничной смазке, впервые предложено осуществлять его по величине адгезии смазки к покрытию как приоритетному показателю работоспособности трибосопряжений.

Усовершенствован прибор для измерения скорости потока светящихся частиц п)тем автоматизации процесса снятия показаний и их обработке за счет замены визуального наблюдения введением датчика и компьютерного управления. .

Практическая (экономическая, социальная) значимость полученных результатов.

Разработанный технологический процесс восстановления деталей типа «вал» автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин активированной дуговой металлизацией на основе рекомендаций, изложенных в диссертации, позволяет по сравнению с электродуговой металлизацией (ЭДМ) повысить срок службы реставрированной детали в 1,3-1,4 раза и снизить расход материальных ресурсов в 1,3-1,4. Внедрение технологического режима нанесения покрытий АДМ при восстановлении деталей типа «вал» позволило повысить прочность сцепления покрытия с основным материалом в 1,4 раза, а микротвердость покрытия в 1,2 раза.

Для компьютерной реализации моделирования АДМ разработанная программа позволяет рассчитывать на ЭВМ параметры гетерогенной струи и напыляемых частиц при нанесении покрытия. Технологические рекомендации по восстановлению деталей способом АДМ и программа расчета на ЭВМ параметров оптимально! о режима напыления могут быть использованы ремонтными предприятиями.

Методика выбора материала для нанесения антифрикционного и износостойкого покрытия для работы в условиях трения при граничной смазке внедрена в Научно-исследовательском институте порошковой металлургии, позволила сократить расходы на проведение испытаний новых материалов по сравнению с методикой испытаний материалов на изнашивание. Методику рекомендуется использовать в научно-исследовательских лабораториях вместо методики испытаний материалов на изнашивание.

Разработанный способ повышения качества покрытия позволяет повысить его физико-механические свойства и может быть использован для повышения качества любых покрытий, наносимых газотермическими способами.

Усовершенствованный прибор для измерения скорости потока светящихся частиц позволяет повысить точность, скорость и обеспечить дистанциошюсть измерений. Прибор рекомендуется использовать в научно-исследовательских ла-

боратариях, нуждающихся в измерениях скоростей летящих частиц, излучающих свет или способных его отражать. Компьютерное управление прибором позволяют использовать его в автоматическом комплексе по контролю и управлению процессом нанесения покрытий на детали.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1) Технологические рекомендации по восстановлению деталей автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин АДМ, позволяющие по сравнению с ЭДМ повысить срок службы реставрированной детали и снизить расход материальных ресурсов.

2) Физико-математическая модель газодинамических и теплофнзических процессов взаимодействия гетерогенной струи с напыляемыми частицами при АДМ, учитывающая аэродинамический нагрев частиц в процессе относительного движения в высокоскоростной струе и позволяющая рассчитывать параметры струи и частицы с меньшим расхождением модели с реальными процессами.

3) Методика выбора материала для нанесения антифрикционного и износостойкого покрытия, позволяющая сократить расходы на проведение испытаний новых материалов.

4) Способ повышения качества покрытия путем обработки его в процессе напыления вращающейся металлической щеткой, позволяющий повысить физико-механические свойства покрытий.

Личный вклад соискателя.

Опубликованные по теме диссертации работы выполнены автором лично и в соавторстве. Основные результаты и положения диссертации получены и разработаны лично соискателем или при непосредственном его участии.

Апробация результатов диссернщии. Результаты работы доложены и обсуждены на заседаниях кафедры «Ремонт машин» и совета Атромеханического факультета БАТУ; научно-технических конференциях («Новые материалы и технологии в трибологии», г.Минск, 1-5 сентября 1997 г.; «Современные технологии в АПК», г.Минск, 22-24 октября 1997 г.; «Ресурсосберегающие технологии в сварочном производстве», г.Могилев, 14-15 мая 1998 г.; «Новые материалы и технологи!»», г.Минск, 21-22 мая 1998 г.; «Пленки и покрытия '98», г.СПб, 23-25 сентября 1998 г.; «Повышение эффективности использования сельскохозяйственной техники», г.Горки, 10-12 ноябри 1998 г.; «Современные направления развития производственных технологий и робототехника», г.Могилев, 22-23 апреля 1999 г.; «Современные материалы,'оборудование и технологии упрочнения и восстановления деталей машин», г.Новополоцк, 26-28 апреля 1999 г.; «Современные проблемы сельскохозяйственной механики», г.Минск, 26-27 мая 1999 г.; «Технологии ремонта машин, механизмов и оборудования» (Ремонт-'99), г. Алушта, 25-27 мая 1999 г.; «Сварки. Технологии, оборудование, материалы,

родственные технологии», г.Рига, 3-4 июня 1999 г.); симпозиуме «Сварка и родственные технологии: проблемы и пути решения», г.Минск, 26-27 мая 1999 г.

Опубликованность результатов. Опубликовано 3 статьи в научных журналах, 10 статей в материалах международных конференций, 1 статья делегирована, 6 тезисов докладов конференций. Общее количество опубликованных материалов составляет 67.страниц в 20 работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит ведение, общую характеристику работы, 5 глав,- список использованных источников, приложения. Полный объем диссертации составляет 194 страницы из них 98 страниц печатного текста, 59 рисунков заним»»т 47 страниц, 38 таблиц занимает 14 страниц, список из 191 использованного источника на 15 страницах, 7 приложений занимают 20 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении содержится оценка современного состояния решаемой проблемы, обоснование необходимости проведения работы.

В первой главе, носящей обзорный характер, показано, что одними из наиболее распространенных восстанавливаемых изделий автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин являются детали типа «вал». При этом наиболее универсальным и приемлемым способом восстановления изношенных поверхностей является АДМ с активированием распыляющей струи продуктами сгорания пропано-воздушной смеси. В качестве аппарата для нанесения покрытий использован активированный дуговой металлизатор АДМ-8 конструкции Института надежности и долговечности машин HAH Беларуси. Материалами для напыления покрытий на образцы служили проволоки Нп-65Г, Св-07Х18Н9ТЮ, Нп-Х20Н80Т, Св-08Г2С, Нп-40Х13. Указанные материалы характеризуются низкой стоимостью и доступностью для потребителя, существенно отличаются по химическому составу, что позволяет получить покрытия с заметим градиентном свойств и разработать рекомендации по оптимизации технологии.

Проанализированы технологические параметры нанесения покрытий АДМ и взаимосвязь технологических факторов, участвующих в формировании покрытий при АДМ.

На основании проведенного анализа сформулированы цель и задачи исследования.

Иторая_1лава посвящена разработке физико-математической модели газодинамических и тенлофизических процессов взаимодействия гетерогенной струи с напыляемыми частицами при активированной дуговой металлизации на

оси потока.

Начальные условия: начальная температура частицы равна температуре плавления материала проволоки; начальная температура струи равна температуре горения пропано-воздушной смеси с учетом диссоциации продуктов горения; начальная скорость частицы равна скорости подачи проволоки; начальная скорость струи газа определяется из уравнения состояния.

Температура струи в зависимости от дистанции напыления определяется из закона падения температуры вдоль оси турбулентной, струи круглого сечения. Скорость струи в зависимости от дистанции напыления определяется из закона падения скорости вдоль оси турбулентной двухфазной газовой струи круглого сечения. Скорость частицы определяется из уравнение баланса сил, действующих на частицу, в проекции на направление движения вдоль ось струи. Температура частицы определяется из уравнения теплового баланса частицы в газовой среде с учетом теплоты, переданной частице в результате ее аэродинамического поверхностного нагрева вследствие высокой относительной скорости полета в газовой струе.

По разработанной модели построены графики зависимостей скоростей и температур распыляющей струй и частиц от дистанции напыления при различных коэффициентах избытка воздуха в горючей смеси (рис. 1 и 2). Расчет данных для построения графиков производился с исйользованием системы программных модулей, реализованных на языке программирования «PASCAL» для персональ ной ЭВМ типа IBM PC.

Рис. 1. Зависимость скорости струи (1,2,3,4) и частиц (5,6,7,8) при коэффициентах избытка воздуха а= 1,0 (1,5), а^1,3 (2,6). а=1,5 (3,7), а=1,7 (4.8) от дистанции напыления

Рис. 2. Зависимость температуры частиц (1,2,3,4) и струи (5,6,7,8) при коэффициентах избытка воздуха а=1 (1,5), а=1,3 (2,6), а=1,5 (3,7), а=1,7 (4,8) от дистанции напыления

Применение разработанной модели позволяет по расчетным данным модели газодинамических и теплофизических процессов гетерогенной струи с напыляемыми частицами на оси струи оптимизировать параметры режима напыления. Установлен теоретически оптимальный режим напыления АДМ: коэффициент избытка воздуха в горючей смеси в пределах от 1,0 до 1,1, дистанция напылении в пределах от 190 до 210 мм.

В третьей главе изложен общий методический подход к решению задач исследования и описаны частные методики исследований.

Для измерения скорости частиц применялся усовершенствованный при-' бор ИССО-1', основанный на сравнении скоростей движения исследуемого и эталонного объектов, достигаемого временной разверткой изображения объекта перпендикулярно направлению его движения зеркалом, вращающимся с известной скоростью. Усовершенствование прибора заключается в автоматизации процесса снятия показаний и их обработке за счет замены визуального наблюдения введением датчика и компьютерного управления (Заявка на изобретение № а 19980102, приоритет от 04,02.98; Заявка на изобретение № а 19990657, приоритет от 01.07.99).

В качестве методики исследования адгезии смазки к напыленному покрытию выбран способ, базирующийся на определении давления растекания капли масла по образцу. Конструкция прибора для измерений адгезии смазки разработана Научно-исследовательском конструкторско-технологическом институтом сварки и защитных покрытий.

Четвертая глава содержит результаты зксиеркментальных исследований.

Замеры температур газовой струи и скорости частиц подтвердили адекватность моделей реально происходящим процессам (расхождение составляет 10-15%).

Показано, что распыление плавящихся электродов высокоскоростной струей продуктов горения пропано-воздушной смеси при АДМ на оптимальном режиме .вместо сжатого воздуха, используемого при ЭДМ, позволяет повысшь скороств частиц в 2 и более раз.

Проведено исследование адгезии смазки к защитным покрытиям, полученным АДМ и ЭДМ. Установлено, что в сравнении с литой поверхностью об. разцы с покрытиями лучше удерживают смазку за счет пористости. Маслоудер-живающая способность напыленных покрытий возрастает по мере увеличения содержания марганца, углерода, хрома. Максимальной маслоудерживающей способностью обладают покрытия, напыленные из стали 40X13 АДМ.

Проведено исследование износостойкости напыленных покрытий в условиях трения при граничной смазке. Максимальной износостойкостью характеризуются покрытия, напыленные сталью 40X13, полученные методом АДМ, то есть .наблюдается корреляция между маслоудерживающей способностью и интенсивностью изнашивания образцов.

Сравнительный анализ фазового состава поверхностного слоя покрытий, подвергнутых механической обработке шлифованием, и покрытий после испытаний на изнашивание при статическом нагружении показывает, что он изменяется в процесср трения. Наблюдается исчезновение пиков интенсивности: РезС и покрытии из стали 65Г и Ре2С в покрытии из стали 07Х18Н9ТЮ. Эти явления, на наш взгляд, возможны вследствие выкрашивания упрочняющих фаз.

Микрорентгеноспектральным анализом установлено, что при трении в условиях граничной смазки не происходит науглероживание и изменение химического состава покрытий из хромистых сталей и хромисто-никелевых сплавов (40X13 и Х20Н80Т).

Выполнен обобщающий анализ корреляции между маслоудерживающей способностью покрытий и их износостойкостью. Путем сопоставления экспериментальных данных по указанным свойствам с учетом влияния на изнашивание микротвердости и неизменности химического и фазового составов покрытий трибосопряжений установлено, что наиболее значимыми критериями работоспособности напыленных покрьпий в условиях трения при граничной смазке явля-' ются величина адгезии смазки и микротвердость покрытия. На основании этого разработана методика выбора антифрикционного и износостойкого материала для покрытия, работающего в условиях трения при граничной смазке, суть которой заключается в выборе материала, обладающего наибольшей адгезией смазки н высокой мнкротвердосгыо (Заявка ни изобретение № а 19990656, приоритет от 01.07.99).

Использование высокоскоростной струи продуктов горения пропано-воздушной смеси для распыления плавящихся электродов, создающей защитную среду для частиц, при АДМ на оптимальном режиме вместо сжатого воздуха при ЭДМ, позволяет уменьшить угар легирующих элементов, окисление частиц и пористость покрытий в среднем в 2 раза, повысить адгезию смазки в 1,1-1,2 раза, износостойкость покрытия в 1,2-1,3 раза, прочность сцепления с'основой в 1,31,4 раза, предел прочности при растяжении в 1,4-1,5 раза, уменьшить конус распыла струи в 1,8-2 раза, повысить коэффициент использования материала в 1,31,4 раза.

В пятой главе описаны способ и устройство для повышения качества покрытий (Заявка на изобретение № а 19980671, приоритет от 17.07.98). Способ заключается в обработке покрытия в процессе его нанесения. Устройство для обработки покрытия представляет собой вращающуюся посредством электрического привода металлическую щетку, закрепленную на суппорте вращателя. Иголки щетки в процессе напыления, касаясь поверхности нанесенного слоя покрытия: отрывают плохо закрепившиеся частицы; активируют поверхность; удаляют оксидные пленки и пылевидные фракции распыляющей струи; упрочняют пластической деформацией сжатия напыленные слои, снижая термические напряжения. При обработке щеткой непосредственно перед напылением удаляются оксидная пленка и пыль, образовавшиеся за период между окончанием абразивно-струйной обработки и началом процесса напыления покрытия. Разработанный способ позволяет у покрытия уменьшить пористость в среднем в 1,3-1,4 раза, увеличить предел прочности при растяжении в 1,2-1,3 раза, уменьшить содержание оксидов в 1,1-1,2 раза, увеличить микротвердость в 1,1-1,2 раза.

На основании результатов проведенных в работе исследований разработаны рекомендации по последовательности и содержанию операций технологического процесса восстановления деталей типа «вал» активированной дуговой металлизацией с обработкой покрытия вращающейся щеткой, даны рекомендации по организации участка металлизации в районных ремонтных мастерских, технике безопасности и охране труда на участке.

Расчет экономической эффективности нанесения покрытий АДМ по сравнению с ЭДМ на примере восстановления опорных шеек подшипников Качения поворотного кулака показал, что АДМ в 1,3-1,4 раза экономически эффективнее ЭДМ при одновременном увеличении в 1,3-1,4 раза срока службы восстановленной детали. Внедрение технологическою режима нанесения покрытий АДМ при восстановлении, деталей типа «вал» позволило повысить прочность сцепления покрытия с основным материалом в 1,4 раза, а микротвердость покрытия в 1,2 раза.

10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработаны технологические основы восстановления деталей машин' активированной дуговой металлизацией с моделированием процессов нанесения покрытия и рекомендацией критериев выбора составов наносимых материалов. Разработан технологический процесс восстановления деталей типа "вал" автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин активированной дуговой металлизацией, позволяющий по сравнению с ЭДМ повысить срок службы реставрированной детали в 1,3-1,4 раза и снизить расход материальных ресурсов в 1,31,4 раза/2, 5, 8/. ,■

2. Разработана физико-математическая модель газодинамических и тел-лофцзических процессов взаимодействия гетерогенной струи с напыляемыми частицами при АДМ, адекватность которой реальным процессам подтверждена экспериментально (расхождение составляет 10-15%), а также программа для расчета режима напыления на компьютере. Установлен оптимальный режим нагш-

. ления: коэффициент избытка воздуха 1,0-1,1, дистанция напыления 190-210 мм /13, 14/.

3. Установлено, что активирование распыляющей струи ЭДМ энергией сжигания пропано-воздушной смеси при коэффициенте избытка воздуха равным 1,0 (АДМ) позволяет уменьшить угар легирующих элементов, окисление частиц и пористость, покрытий в среднем в 2 раза, повысить адгезию смазки в 1,1-1,2 раза, износостойкость покрытия в 1,2-1,3 раза, прочность сцепления с основой в 1,3-1,4 раза, предел прочности при растяжении в 1,4-1,5 раза, уменьшить конус распыла струи в 1,8-2 раза, повысить коэффициент использования материала в 1,3-1,4раза/3, 5,16-19/.

4. Разработан способ повышения качества наносимого покрытия механической активацией покрытия в процессе его напыления. Показано, что механическая активация покрытия вращающейся металлической щеткой в процессе его нанесения уменьшает пористость в среднем в 1,3-1,4 раза, предел прочности при растяжении увеличивает в 1,2-1,3 раза, микротвердость увеличивает в 1,1-1,2 раза, а содержание оксидов в покрытии уменьшает в 1,1-1,2 раза /10-12, 22/.

5. Показано, что наиболее значимым критерием работоспособности покрытия в условиях трения при граничной смазке является адгезия смазки. Разработана методика подбора материала для нанесения антифрикционного и износостойкого покрытия, основанная на определении величины его микротвердости и адгезии смазки к нему /1,6,9, 15, 20, 25/.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в научных журналах:

1. Роль адгезии смазочного масла при граничной смазке / Шевцов А.И., Ивашко B.C., Ильюшенко А.Ф., Изоитко В.М., Буйкус К.В. // Трение и износ. -1998. - Т. 19, №3.-С. 350-354.

2. Ивашко B.C., Шевцов А.И., Буйкус К.В. Активированная дуговая ме-. галлизация - перспективный Способ нанесения износостойких йокрытий на детали дорожно-строительных и^шин и коррозионносгойких покрытий на элементы строительных металлоконструкций // Известия Белорусской инженерной академии. - 1998.-№ 2. - С. 41-4J.

3. Ивашко B.C., Белоцерковский М.А., Буйкус К.В. Восстановление деталей узлов трения активированной дуговой металлизацией // Автоматическая сварка.- 1999.-№ 4.-С. 47-49. -

Статьи в материалах международных конференций:

4. Исследование износостойкости защитных покрытий в условиях граничной смазки / Ильющенко А.Ф., Шевцов А.И., Ивашко B.C., Изоитко В.М., Буйкус К.В. // Пленки и покрытия '98: Труды 5-й междун. конф., СПб., 23-25 сен. 1998 г. - СПб., 1998. - С. 105-108.

5. Буйкус К.В. Восстановление деталей грибосопряжений сельскохозяйственной техники активированной дуговой металлизацией // Повышение эффективности использования с.-х. техники: Материалы междунар. науч.-практ. конф., Горки, 10-12 янв. 1998 г. / Мин. с.х. и прод. Респ. Беларусь. Гл. упр. образ, и кадров. Белорус, с.-х. акад. - Горки, 1998. -Ч. 2. - С. 79-81.

6. Шевцов А.И., Буйкус К.В., Хроленок В В. Исследование процессов фения в условиях граничной смазки трнбосопряжений с защитными покрытиями // Сварка и родственные технологии: Респ. межвед. сб. науч. трудов / Белорус, гос. науч. произ. к-н порошк. металлургии. Науч.-исслед. и констр.-технолог. инт сварки и защит, покр. - Минск, 1998. - С. 65-69.

7. Буйкус К.В. Автоматическая установка для измерения скорости потока частиц // Совр. направления развития произвол, технологий и робототехника: Материалы междунар. науч.-практ. конф., Могилев, 22-23 апр. 1999 г. / Мим. обр. Респ. Беларусь. Могил, отд. Белорус, инж. акад.. Могил, машиностр. ин-т. - Могилев, 1999.-С. 22.

8. Буйкус К.В. Восстановление деталей типа "вал" сельскохозяйственных машин активированной дуг овой металлизацией // Сопр. проблемы с.-х. механики: Материалы междунар. науч.-практ. конф., Минск, 26-27 мая 1999 г. / Мин. с.х. и прод. Респ. Беларусь. Акад. аграр. наук Респ. Беларусь. Белорус, иауч,-исслсд. ин-т мех-шш с.х. - Минск, 1999. - С. 193.

9. Шевцов Л И.. Буйкус К.В., Хроленок В.В Восстановление и унрочне-

ние газотермическим напылением деталей, эксплуатирующихся в условиях граничной смазки // Совр. материалы, оборуд. и технологии упрочнения и восстановления деталей машин: Труды междунар. науч.-пр4кт. конф., Новополоцк, 2628 апреля 1999 г. / Мин. образ. Респ. Беларусь. Полоцкий гос. ун-т. - Новополоцк, 1999.-С. 164-167.

10. Буйкус К.В. Технология и оборудование для восстановления деталей типа "вал" активированной дуговой металлизацией покрытиями с улучшенными физико-механическими характеристиками // Совр. материалы, оборуд. и технологии упрочнения и восстановления деталей машин: Труды междунар. науч,-практ. конф., Новополоцк, 26-28 апреля 1999 г. / Мин. образ. Респ. Беларусь. Полоцкий гос. ун-т. - Новополоцк, 1999. - С. 176-178.

11. Буйкус К. Технология повышения физико-механических свойств газотермических покрытий // Сварка. Технологии, оборудование, материалы, родственные технологии: 3-я междунар. конф., Рига, 3-4 июня 1999 г. / Латв. аесоц. сварщиков. Рижск. техн. ун-т. - Рига, 1999. - С. 134-136.

12. Буйкус К.В. Восстановление шеек валов дуговой металлизацией покрытиями с улучшенными физико-механическими характеристиками // Технологии ремонта машин, механизмов и оборудования: Материалы 7-й междунар. конф., Алушта, 25-27 мая 1999 г. / АссоЦ. технологов-машиностр. Украины. Минпромполитикн Украины. - Киев, 1999. - С.23-24.

13. Ивашко B.C., Буйкус К.В. Оптимизация параметров режима активированного дугового напыления покрытий на изношенные поверхности деталей // Конструирование, производство и эксплуатация с.-х. машин: Общегос. межвед. кауч.-техн. сб. / Мин. обр. Украины, Кировоградский гос. техн. ун-т. - Кировоград, 1999. - Вып. 28. - С. 262-264.

Депонированная статья:

14. Ивашко B.C., Буйкус К.В. Математическое моделирование процесса напылеиия покрытий активированной дуговой металлизацией / Бел. гос. науч -произв. к-н порошк. металлургии. Наун.-исслед. ин-т порошк. металлургии. -Минск, 1998. - 30 с. Деп. в ВИНИТИ 20.07.98. - № 2257-В98 // Весщ Акад. на-вук Беларусь Сер.фз.-тэхн.навук. - 1999. - № 1. - С. 142.

Тезисы докладов:

• 15. Адгезия смазочного масла и ее роль в процессе трения при граничной смазке / Шевцов А.И., Ивашко B.C., Ильюшенко А.Ф., Изоитко В.М., Буйкус К.В. Н Новые материалы и технологии в трибологии: Тез. докл. науч. конф., Минск-Гродно-Варшава, 1-5 сен. 1997 г. / Гос. комитет по науке и технологиям Респ. Беларусь. Нац. акад. наук Беларуси. - Гомель, 199.7. - С. 67-69.

16. Буйкус К.В. Применение активированной элсктродуювой металлизации для восстановления деталей с.-х. техники //' Совр. технолоши в АПК: Тез. науч.-тсхн. конф., Минск, 22-24 окт. 1997 т. / Мин. с.х. и прод. Респ. Беларусь.

Бел. гос. аграр. техн. ун-т. - Минск, 1997. - С. 84-85.

17. Буйкус К.В. Проблема сбережения материалов при активированной дуговой металлизации // Ресурсосберегающие технологии в сварочном производстве: Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф., Могилев, 14-15 мая 1998 г. / Мин. обр. Респ. Беларусь. Могил, машиностр. ин-т. - Могилев, 1998. - С. 31.

18. Буйкус К.В. Влияние активации распыляющего потока продуктами сгорания пропано-воздушной смеси при электродуговой металлизации // Новые материалы и технологии: Тез. докл. науч.-техн. конф., Минск, 21-22 мая 1998 г. I Нац. акад. наук Беларуси. Гос. комитет по науке и технологиям Респ. Беларусь. -Гомель, 1998. - Т.З. - №2. - С. 77.

19. Активированная дуговая металлизация — эффективный способ нанесения износостойких покрытий / Шевцов А.И., Ивашко B.C., Изоитко В.М., Буйкус К.В. // Новые материалы и технологии: Тез. докл. науч.-техн. конф., Минск, 21-22 мая 1998 г. / Нац. акад. наук Беларуси. Гос. комитет по науке и технологиям Респ. Беларусь. - Гомель, 1998. - Т.З. - №2. - С. 77-78.

20. Шевцов А.И., Буйкус К.В., Хроленок В В., Никитина A.C. Аспекты выбора износостойких материалов для защитных покрытий, эксплуатирующихся в условиях трения с граничной смазкой // Сварка и родственные технологии: проблемы и пути решения: Тез. докл. междунар. симп:, Минск, 26-27 мая 1999 г. / Гос. комитет по науке и технологиям Респ. Беларусь. Наун.-исслед. и констр,-технолог. ин-т сварки и защит, покрытий. - Минск, 1999. - С. 98-100.

Заявки на изобретения:

21. № а 19980102, МПК О 01 Р 5/00. Устройство для измерения скорости потока часгиц / Шипай А.К., Ивашко B.C., Изоитко В.М., Буйкус К.В. - Заявл. 04.02.98. - 5 с.

22. № а 19980671, МПК С 23 С 4/00. Способ нанесения покрытия / Ивашко B.C., Буйкус К.В.-Заявл. 17.07.98. - 5 с.

23. № а 199903Й7, МГ1К В 05 В 7/22. Устройство для электродуговой металлизации / Изоитко В.М., Прядко A.C., Буйкус К.В. - Заявл. 15.04.99. - 5 с.

24. № а 19990541, МПК В 08 В 1/02. Устройство для очистки сварочной проволоки / Изоитко В.М., Буйкус К.В. - Заявл. 31.05.99. - 5 с.

25. № а 19990656, МПК G 01 N 3/56. Способ оценки работоспособности узлов грения в условиях трения При граничной смазке / Изоитко В.М., Буйкус К.В.-Заявл.01.07.99.-5 с.

26. № а 19990657, МПК О 01 Р 5/00. Устройство для измерения скорости потока часгиц/ Изоитко В.М., Буйкус К.В. - Заявл. 01.07.99. - 5 с.

Авгор благодарен A.C. Прядко за помощь в обеспечении оборудованием для активированной дуговой металлизации.

РЭЗЮМЕ. Буйкус Киста С Втга. АДНАУЛЕННЕ ДЭТАЛЕЙ АУТАМАБ1ЛЕН, ТРАКТАРОУ 1 СЕЛЬСКАГАСПАДАРЧЫХ МАШЫИ АКТЫВ1РАВАНАЙ ДУГАВОЙ МЕТАЛ13АЦ1ЕЙ

Ключавыя словы: аднауленне дэталей, актьвдраваная дугавая ме-талЬацыя, мадэл1раванне працесау ртаренага струменя, пакрыцце, адгэз1Я змазю

Об'ектам даследавання з'яуляецца тэхналопя аднаулсшы дэталей ак -тыв1раванай дугавой металЬацыяй (АДМ). Прадметам даследавання з'хуляецца працесы фаркправання пакрыцця, наносваемага спосабам АДМ.

Мэта даследавання — распрацоука тэаретычных прадпасылак 1 тэна-лапчных аснов- наносвання пакрыццяу з павышаным1 фЫка-мехашчншн Уласщвасцям1 АДМ для адна^лення зношаных паверхней дэталей.

Пры выкониашп працы выкарастаны фундаментальныя фЫчные ирад-ста^лення, сучасты мапмапчны апараг 1 вылжальная тэхшка. У якасце спецы-яльных метадау даследавання выкарастоувалось ф1з1ка-магэматычнае ма-дэлфаванне, метады рэпстравання параметрау хуткабегучых працесау, метады металаграф1чных даследавання)', метады выпрабаванняу матэрыялау на знош-ванне I трываласць.

Пры выконванш працы ажыцяулено мадэл1раванне газадынам!чных 1 тэ-плафЫчных працесау гэтарагенага струменя з напыльваймым! часцшкам! пры АДМ з эксперыментальнай праверкай адыкватнасщ мадэлей. Праверка наказала, што памылка разл1ка режима? напыльвання па мадэлям не перавышае 10-15%. Пры аптымпацьп режымау напыльвання упершыню праанщцзфавана магчы-масць павышення якасш наносваймага пакрыцця уздсяннем на няго вярцячай метал^чнай шчоткай у працесе напыльвання.

Пры раснрацоуке тэаратычных прадпасылак выбара састава напыльвай-мага магэрыяла прыпанована ажыцяуляць яго па вел1чыш адгезн змазю да пакрыцця як прыярытэтнаму паказчыку працаздольнасщ трыбаеапряженняу.

Для кампутарнай рэашацьп мадэлей працесау АДМ распрацована пра-фама, дазваляючая разлшваць на ЭВМ параметры.режима напыльвання метадам АДМ.

Распрацован - тэхналапчны працес аднаулення дэталей тыла "вал',' ^Утамабкей, трактароу 1 еельскагаспадарчых машин актьшраванан дугавой ме-таппашей, дазваляючый па параунанню з электрадугавой метшпзащей павысщь тэрмш службы аднауленай дэши у 1,3-1,4 раз и зшзщь расход матэр1яльных ре-сурсау у 1,3-1,4 раз.

Вын1К1 працы мо)уць быць выкарастаны у розных галшах шматнаменк-лагурнай рамонгнай вьпворчасщ пры аднаулешп дэталей машин.

РЕЗЮМЕ. Пун кус Кпстас Вито. ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ, ТРАКТОРОВ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН АКТИВИРОВАННОЙ ДУГОВОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИЕЙ

Ключевые слова: восстановление деталей, активированная дуговая металлизация, моделирование процессов гетерогенной струи, покрытие, адгезия смазки

Объектбм исследования является технология воссгановлефтя деталей активированной дуговой металлизацией (АДМ).

Предметом исследования являются процессы формирования покрытия, наносимого способом АДМ^

Цель исследования — разработка теоретических предпосылок и технологических основ нанесения покрытий с повышенными физико-механическими свойствами АДМ для восстановления изношенных поверхностей деталей.

При выполнении работы использованы фундаментальные физические представления, современный математический аппарат и вычислительная техника. В качестве специальных методов исследования применялось физико-математическое моделирование, методы регистрации параметров быстропроте-кающих процессов, методы металлографических исследований, методы испытаний материалов на изнашивание и прочность.

При выполнении работы осуществлено моделирование газодинамических и теплофизических процессов взаимодействия гетерогенной струи с напыляемыми частицами при АДМ с экспериментальной проверкой адекватности моделей. Проверка показала, что погрешность расчета режимов напыления по моделям не превышает 10-15%. При оптимизации режимов напыления впервые проанализирована возможность повышения качества наносимого покрытия воздействием на него вращающейся металлической щеткой в процессе напыления.

При разработке теоретических предпосылок выбора состава напыляемого материала предложено осуществлять его по величине адгезии смазки к покрытию как приоритетному показателю работоспособности трибосопряжений.

Для компьютерной реализации моделей процессов АДМ разработана программа, позволяющая рассчитывать на ЭВМ параметры режима напыления методом АДМ.

Разработан технологический процесс восстановления деталей типа "вал" автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин АДМ, позволяющий по сравнению с электродуговой металлизацией повысить срок службы реставрированной детали в 1,3-1,4 раза и снизить расход материальных ресурсов в 1,3-1,4

раза. •

Результаты работы могут быть использованы в различных отраслях много-почсик ттурнот ремонт кого производства при восстановлении деталей машин.

ABSTRACT. Buikus Kyastas Vito. AUTOMOBILES, TRACTORS AND AGRICULTURAL MACHINES DETAILS RECOVFRY BY ACTIVATED ARC SPRAYING

Key words: details recovery, activated arc spraying, simulation of heterogeneous jet processes, coating, lubricator adhesion

Object of a research is the details recovery technology by activated arc spraying (AAS).

Subject of a research is the forming processes of coating deposited by AAS.

The purpose of the research is development of the technological fundamentals of coatings deposition with heightened physical and mechanical properties by AAS to recover of worn out details surfaces.

At fulfilment of work the fundamental physical representations, modem mathematical apparatus and computers are used. As special research methods the physical and mathematical simulation, methods of registration of parameters of quickly flowing processes, methods of metallurgical surveys, test methods of materials on wear resistance and strength are applied.

At fulfilment of work the simulation of gas-dynamic and thermal-physical interaction processes of a heterogeneous jet with spraying particles at AAS with experimental inspection of models adequacy is carried out. The inspection has shown a calculation error of spraying modes on models does not exceed 10-15 per cent. At optimisation of spraying modes a capability of quality improvement of sprayed coating with the effect on it by a rotaried metal sweeper during spraying is analysed.

At theoretical premises development of the sprayed material structure selection it is offered to execute it on value of an adhesion of lubricator to coating as a priority parameter of tribo-conjugation functionality.

For computer embodying of AAS processes models a program permitting to calculate parameters of the spraying mode of AAS by computer is designed.

Designed technological process of automobiles, tractors and agricultural machines details recovery such as "shaft" by AAS permit to increase service life of restored detail in 1.3-1.4 times and to lower the consumption of material resources in 1.3-1.4 times as contrasted to are spraying.

The results of dissertation can be used in different branches of multi-nomenclature repair production at machines details recovery.