ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА ДЕТАЛЕЙ МАШИН НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОХИМИКОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОКИ (27.09.2012)

Автор: Макаренко Николай Григорьевич

Эксплуатационные испытания обработанных двигателей подтвердили лабораторные испытания: расход топлива снизился на 4-5%, моторного масла на 30-50%, межремонтный пробег увеличился в 1,25 раза, содержание оксида углерода в отработанных газах уменьшилось в 1,5-2 раза.

Технико-экономическая эффективность

Техническая эффективность предлагаемых решений определяется, в основном, ростом показателей качества машин: повышение износостойкости в 3-5 раз, улучшение теплопроводности и шероховатости (Rа 0,1-0,2), увеличение микротвердости в 2-5 раз, формирование заданных физико-механических свойств, высокую производительность, экологическую чистоту. На этапе приработки ЭХМО благоприятно влияет на геометрические размеры деталей, объемный к.п.д., улучшает контактно-шумовые характеристики.

Использование разработанных технологий снижает трудоемкость упрочняющих технологий в 2-3 раза и затраты на оборудование и инструмент до 10 раз. Повышается производительность труда.

Предложенные технологии исключают применение дорогостоящего инструмента и оснастки.

Эффективность разработанных технологий подтверждается актами внедрения. В них отмечается увеличение ресурса работы изделий в 2 и более раз, сокращение объема регламентных работ на 25-75%.

Применение принципа самоорганизации обеспечивает:

повышение ресурса машин в 3-5 раз;

сокращение потерь на трение в пределах 20-80%;

экологическую безопасность процесса;

стабильность качества;

низкую себестоимость;

возможность механизации и автоматизации;

сокращение или исключение расхода дорогих сталей и сплавов;

использования механизмов в условиях химически активных сред.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Поставленная в работе цель – разработка и внедрение технических и технологических решений по увеличению долговечности машин и механизмов, решалась новыми методами:

электрохимикомеханической упрочняющей обработкой поверхностного слоя деталей;

комбинированными способами упрочнения поверхностного слоя деталей;

созданием узлов машин с системой компенсации износа.

На основе проведенных исследований разработан комплекс новых эффективных методов противодействия износу машин созданием новых износостойких композиций, эффективных способов приработки и конструкций узлов машин с реализацией эффекта компенсации износа.

Основными физико-химическими процессами при электрохимикомеханической компенсации износа является растворение анода в рабочей жидкости трибосистемы, массоперенос и осаждение ионов металла на активированных поверхностях деталей машин. В результате создаются условия для работы деталей машин при повышенном давлении, скорости скольжения и незначительных износах. Потребляемая мощность для осуществления процесса от 40 до 100 Вт. Ресурс изделия увеличивается в несколько раз.

Основные результаты работы сводятся к следующему:

Разработаны физические модели электрохимикомеханических способов повышения износостойкости деталей.

Решена задача разработки теории и методов создания трибосистем с компенсацией износа, предложены на этой основе новые технические решения, повышающие ресурс машин и механизмов.

Предложена и подтверждена гипотеза о возможности компенсации износа с использованием энергии и вещества от внешнего источника.

Установлены закономерности изнашивания и компенсации износа с учетом основных факторов.

Установлены зависимости входных и выходных параметров трибосопряжения от условий эксплуатации.

Разработаны рекомендации по проектированию и изготовлению механизмов с системой компенсации износа при эксплуатации.

Определен состав металлосодержащей композиции на основе комплексного соединения порошков металлов, полиэтиленгликоля ПЭГ 115 и ПАВ. Разработан технологический процесс для системы компенсации износа, позволяющий увеличить площадь приработки сопряженных деталей на 20-30% и сократить время приработки в 2 раза. В смазочной среде с щелочным реагентом и йодом замедляется старение масла, снижается содержание продуктов износа на 30%.

Разработана модель автокомпенсации износа деталей трения и регулирования характеристик трибосистем в условиях применения ЭХМО в циркуляционных системах смазки. Одним из условий стабилизации характеристик трибосистем является взаимодействие смазочной среды со щелочным реагентом и йодом путем ингибирования цепного процесса окисления углеводородов и стабилизации процессов старения масла.

Внедрение ЭХМО в циркуляционной системе смазки двигателя трактора позволяет повысить ресурс деталей в 3-5 раз, срок службы масла, снизить трудоемкость работ при техническом обслуживании и ремонте на 25-30%.

Разработаны, исследованы, запатентованы и внедрены в производство принципиально новые методы, средства, установки, рабочие жидкости и инструменты для повышения ресурса трибосопряжений (около 40 патентов).

Реализация эффекта самоорганизации на этапе приработки насосов НШ-10 позволила повысить объемный к.п.д. на 10-12%. При этом продолжительность приработки сократилась в 5-6 раз. Ресурс тракторных гидронасосов НШ-10 увеличился с 6000 ч до 10000 ч.

Содержание диссертации опубликовано в 121 работах. Основные из них следующие:

А.С. 327904 СССР, МКИ G01N 3/56. Состав для получения износостойких покрытий / И.А Кравец, Н.Г. Макаренко, Н.И. Кузнецов, А.И. Невмывака, А.И. Терещенко (КВТИУ). – № 4528774; заявл. 02.04.1990; – 2 с.

А.С. 328842 СССР, МКИ G01N 3/56 Устройство для обработки стволов вооружения /И.А Кравец, Н.Г. Макаренко, Н.И. Кузнецов, А.И. Невмывака, А.И. Терещенко; КВТИУ – № 4530807; заявл. 07.05.1990. – 2 с.

А.С. 328239 СССР. МКИ G01N 3/56 Устройство для обработки стволов вооружения /И.А Кравец, Н.Г. Макаренко, В.В Деркач; КВТИУ. – № 4534884; заявл. 10.09.1990. – 2 с.

А.С. 328258 СССР, МКИ G01N 3/56 Устройство для обработки стволов вооружения /И.А Кравец, Н.Г. Макаренко; КВТИУ. – № 4535112; заявл. 17.09.1990. – 2 с.

А.С. 328238 СССР, МКИ G01N 3/56 Устройство для обработки стволов вооружения /И.А Кравец, Н.Г. Макаренко, Н.И Кузнецов, В.В Деркач; КВТИУ. – № 4534883; заявл. 10.09.1990. – 2 с.


загрузка...