Повышение долговечности деталей сельскохозяйственной техники электроме-ханической обработкой (27.04.2009)

Автор: Федоров Сергей Константинович

Номинальный режим работы,

ПВ % 60 60 80 60

Привод регулирования регулятор регулятор ступенчатый, тирис-

напряжения, напряжения, тиристорный торный

автотранс- автотранс-

форматор форматор

Охлаждение - воздушное водяное воздушное

Масса, не более, кг 120 120 100 50

Технология ЭМО внедрена в поточной линии ремонта насосно-компрессорных труб 60, 73, 89 (НГДУ «Ямашнефть» ОАО «Татнефть»). В условиях УНПЛ ЭМО (ФГОУ ВПО МГАУ), НПЛ ЭМО им. Б.М.Аскинази (ФГОУ ВПО Ульяновская ГСХА) производится изготовление и восстановление деталей для предприятий, фирм и частных заказчиков (ООО «Техпромкомплект» г. Ульяновск, ООО «Ижточлит» г. Ижевск, ЗАО «Мосстроймеханизация-5» г. Москва, ОАО «Бикор» Московская область, АООТ «Волжские просторы» г. Ульяновск, ООО «Автодока» г. Ульяновск, ОАО «Альметьевский трубный завод» г. Альметьевск республики Татарстан, Хлебозавод №4 ОАО «Ульяновскхлебпром» г. Ульяновск, ЗАО «Фрест» г. Ульяновск, ООО «Компания «Крот» г. Москва.

По результатам исследований технологии ОУЭМО, ЭМПЗ, ЭМД, ЭМВ разработаны и переданы заинтересованным предприятиям комплекты технологической документации, изготовлено оборудование (таблица 4), инструмент и технологическая оснастка.

Суммарный годовой экономический эффект от использования результатов исследований и внедрения технологии ЭМО на предприятиях, организациях и фирмах, а также от деятельности УНПЛ ЭМО составляет 12 млн. 250 тыс. руб.

Общие выводы

1. Анализ условий эксплуатации, схем нагружения и характерных дефектов поверхностей деталей машин сельскохозяйственной техники свидетельствует об отсутствии в условиях ремонтного производства предприятий АПК и других отраслей экономики РФ эффективных способов повышения долговечности исполнительных поверхностей при их изготовлении и восстановлении. Изучение физико-технических и технологических особенностей различных методов обработки поверхностей позволили обосновать возможность применения технологии ЭМО для закалки, отделочно-упрочняющей обработки и восстановления деталей машин с сохранением геометрических параметров, исключив явления окисления и обезуглероживания поверхностей для многих деталей сельскохозяйственной техники.

2. Теоретически обосновано восстановление посадочных мест валов под подшипники качения методами ЭМО. Экспериментально установлено: при износе до 0,08 мм восстановление наружных цилиндрических поверхностей деталей из качественных конструкционных сталей обеспечивается изменением кристаллической решетки поверхностного слоя металла и глубиной формирования мартенситной структуры; для восстановления поверхности при износе до 0,2 мм необходимо дополнительно осуществить перенос инструментального материала на поверхность детали.

3. Теоретически обосновано восстановление резьбы за счет нагрева восстанавливаемых поверхностей электрическим током, пластического перераспределения материала из нерабочей зоны основания на боковые поверхности. Выполнены расчеты объема металла во впадине и определено усилие формообразования геометрических параметров. Электромеханическое восстановление повышает эксплуатационные свойства рабочих поверхностей резьбы, ликвидирует технологические концентраторы напряжений, формирует благоприятную текстуру волокон металла с фазовыми изменениями мелкодисперсной структуры поверхностного слоя, исключает окисление и обезуглероживание поверхностного слоя (RU 1801075, RU 2240908).

4. Металлографическими исследованиями установлено, что электромеханическое восстановление позволяет получить мартенситную структуру поверхностного слоя резьбы, волокна металла вытягиваются вдоль профиля впадины на глубине 0,01 … 0,04 мм, сохраняется исходная структура и свойства нижележащих слоев. Прочность стержня и витков резьбы СпМ10х1–4h болтов крепления крышки шатуна двигателей автомобилей семейства УАЗ и ГАЗ после электромеханического восстановления повышается на 4…12%

5. Разработаны, исследованы и рекомендованы предприятиям АПК способы электромеханической поверхностной закалки гладких цилиндрических поверхностей. Экспериментально установлено повышение микротвердости стали 20 до 38…42 НRС, стали 22ГЮ до 44…48 НRС, стали 35 до 46…50 НRС, стали 40Х (45) до 48…58 НRС, стали 55ПП до 56…62 НRС, У7 до 58…62 НRС, У12 до 62…69 НRС, ХВГ до 65…68 НRС. Для деталей, обработанных электромеханической закалкой, припуск под финишную механическую обработку минимальный и составляет 0,1…0,3 мм, что связано с отсутствием дефектов окисления, обезуглероживания и коробления поверхностного слоя деталей.

6. Разработаны способы и технические средства для повышения прочности и износостойкости шпоночных и шлицевых поверхностей деталей финишной электромеханической закалкой боковых сторон, без воздействия на зону опасных сечений основания и не нарушая геометрические параметры шпоночных пазов и шлицев (RU 2243070, положительные решения по заявкам 2007103865, 2007103866, 2007103867).

7. Разработаны способы и технические средства для повышения прочности и износостойкости зубьев шестерен, валов-шестерен и зубчатых колес, а также зубьев звездочек финишной электромеханической закалкой. Для качественных конструкционных сталей твердость поверхностного слоя составляет до 48…62 НRC, инструментальных сталей до 60…68 НRC на глубине 1,0…2,2 мм.

8. Электромеханическое дорнования тонкостенных втулок (RU 2305028) позволяет производить отделочно-упрочняющую обработку отверстия и обеспечить при этом монтажный натяг в соединении наружного диаметра втулки с отверстием корпуса. При электромеханическом дорновании стальных втулок уменьшается усилие дорнования в 10 раз по сравнению с механическим дорнованием; снижается интенсивность изнашивания в два раза по сравнению с закаленными деталями и в 3-4 раза по сравнению с деталями после механического дорнования. Шероховатость поверхности после ЭМД уменьшается в 15…20 раз, в сравнении с исходной, и составляет 0,54…0,07 мкм. Твердость закаленного поверхностного слоя стали 40Х составляет 48…58 НRС, а ШХ15 – 60…63 НRС.

9. Эксплуатационные испытания деталей, упрочненных и восстановленных электромеханической обработкой, показали увеличение эксплуатационных свойств поверхностей деталей в условиях сельскохозяйственных, перерабатывающих, транспортных, строительных, ремонтных, добывающих, обслуживающих и промышленных предприятий РФ.

Для реализации способов разработана и внедрена конструкторская (RU 2231435, RU 2243080, RU 44114, RU 43644, RU 48062, RU 76274 , RU 2285607, RU 2265065) и технологическая документация на оборудование и процессы ЭМО поверхностей с учетом вида производства, типоразмера, конструктивных особенностей деталей, условий эксплуатации и схем нагружения соединений. Экономический эффект от использования результатов исследований в различных отраслях экономики РФ составил 12 млн. 250 тыс. руб. в год.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

монографии

1. Федоров, С.К. Электромеханическое восстановление резьбы [Текст] / С.К.Федоров. – М.: ИЦ – Пресса, 2007. – 129 с. – Библиогр.: с. 120 – 128. – 500 экз. – ISBN 5–87225–055–X.

в журналах, рекомендуемых ВАК

2. Аскинази, Б.М. Повышение износостойкости резьбовых сопряжений [Текст] /Б.М. Аскинази, С.К. Федоров //Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 1988. –№12. – С. 46.

3. Надольский, В.О. Электромеханическое упрочнение деталей с наружной метрической резьбой [Текст] / В.О. Надольский, С.К. Федоров //Вестник машиностроения. – 1989. – № 8. – С. 51-52.

4. Федоров, С.К. Улучшение качества резьбовых поверхностей [Текст] / С.К. Федоров, Л.В. Федорова //Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 1993.– №10. – С.25 – 26.

5. Федоров, С.К. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой [Текст] /С.К. Федоров, Л.В. Федорова// Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 1998. – № 6. – С. 42 – 43.

6. Федоров, С.К. Повышение срока службы деталей с помощью электромеханической обработки. [Текст] / С.К.Федоров, В.Д. Павлов, О.Н. Старостин Хлебопродукты. – 1998. – № 2. – С .18-20.

7. Федоров С.К. Электромеханическое упрочнение тормозного шкива трактора Т-4А [Текст] /С.К.Федоров //Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 1999. – № 9. – С. 27-28.

8. Федоров, С.К. Восстановление наружной метрической резьбы деталей машин [Текст]/ С.К.Федоров //Ремонт, восстановление, модернизация. – 2006. – № 11. – С. 6 – 9.

9. Стрельцов, В.В. Определение усилия внедрения инструмента при электромеханическом восстановлении метрической резьбы [Текст] / В.В. Стрельцов, С.К. Федоров //Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. Серия Агроинженерия – М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2007. – Вып. 1 (21). – С. 109 – 114.

10. Стрельцов, В.В. Закалка, отделочно-упрочняющая обработка и восстановление резьбы электромеханическим способом [Текст] / В.В. Стрельцов, Л.В. Федорова, С.К. Федоров, Е.В. Нагнибедова //Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2008 – №7. – С.51-53.

в материалах международных, всероссийских, межрегиональных

конференций и других изданиях

11. Аскинази, Б.М. Электромеханическая обработка как один из способов улучшения качества резьбовых соединений [Текст] / Б.М.Аскинази, В.О. Надольский, С.К. Федоров // Сб. научных трудов. –М.: ВИСХОМ: 1988.–С.75-76.

12. Аскинази, Б.М. Упрочнение деталей с наружной резьбой электромеханической обработкой [Текст] / Б.М. Аскинази, В.О. Надольский, С.К. Федоров // Сб. научных трудов. – Ульяновск: изд-во УСХИ, 1988. – С. 112…116.

13. Аскинази, Б.М. Электромеханическая обработка резьбы [Текст] / Б.М. Аскинази, В.О. Надольский, С.Б. Наумчев, С.К. Федоров //Автомобильный транспорт. – 1989. – № 3. – С. 43-44.


загрузка...