Совершенствование технологии восстановления деталей сельскохозяйственной техники электроконтактной приваркой металлической ленты тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.03, кандидат технических наук Серов, Антон Вячеславович

• Серов, Антон Вячеславович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Серов, Антон Вячеславович

Введение.

1. Состояние вопроса, цель и задачи исследования.

1.1. Электроконтактная приварка металлической ленты как способ восстановления и упрочнения деталей.

1.2. Особенности получения покрытий из металлических лент.

1.3. Электроконтактная приварка через промежуточные слои.

1.4. Выводы по главе.

2. Теоретические исследования электроконтактной приварки металлической ленты с использованием промежуточного слоя на основе высокоактивных аморфных лент.

2.1. Определение основных параметров процесса.

2.1.1. Определение величины сварочного тока.

2.1.2. Определение величины импульса тока.

2.1.3. Определение сварочного тока в граничных точках.

2.1.4. Определение усилия сжатия сварочных роликовых электродов.

2.1.5. Определение расхода охлаждающей жидкости.

2.2. Оптимизация процесса электроконтактной приварки с использованием статистического моделирования.

2.3. Разработка компьютерной программы по определению параметров проектируемого процесса.

2.4. Выводы по главе.

3. Методика экспериментальных исследований.

3.1. Оборудование для получения покрытий.

3.2. Материалы для проведения исследований.

3.3. Подготовка материалов.

3.4. Определение прочности соединения.

3.5. Металлографические исследования.

3.6. Измерение твердости и микротвердости.

3.7. Микрорентгеноспектральный анализ.

3.8. Определение коррозионной стойкости покрытия.

3.9. Определение усталостной прочности.

3.10. Определение ударной вязкости.

3.11. Определение износостойкости.

3.12. Определение износостойкости на установке ИМ-01.

3.13. Выводы по разделу.

4. Исследования особенностей электроконтактной приварки металлической ленты с использованием промежуточного слоя на основе высокоактивных аморфных лент.

4.1. Влияние параметров режима электроконтактной приварки на качество получаемого покрытия.

4.1.1. Влияние усилия сжатия роликовых электродов, силы тока и длительности его протекания на прочность.

4.1.2. Результаты металлографических исследований и микрорентгеноспектрального анализа.

4.1.3. Результаты испытаний на ударную вязкость и усталостную прочность.

4.1.4. Результаты испытаний на коррозионную стойкость.

4.1.5. Результаты исследования износостойкости.

4.2. Модернизация сварочной головки для электроконтактной приварки.

4.3. Разработка технологии восстановления деталей машин электроконтактной приваркой металлической ленты с использованием промежуточного слоя на основе высокоактивных аморфных лент.

4.4. Практическое апробирование проектируемой технологии.

4.5. Выводы по главе.

5. Расчет экономической эффективности от внедрения проектируемой технологии.

5.1. Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии восстановления деталей сельскохозяйственной техники электроконтактной приваркой металлической ленты»

На фоне развития научно-технического прогресса, связанного с созданием новой техники, особое значение приобретают проблемы надежности и долговечности машин и механизмов, экономного использования материалов, энергии и трудовых ресурсов [1]. Их решение неразрывно связано с обеспечением эффективной защиты поверхности деталей и конструкций от коррозии и изнашивания, а также с необходимостью восстановления изношенных деталей. Восстановление изношенных деталей не только экономически целесообразно, но и жизненно необходимо, так как при этом максимально используются ранее произведенные детали, что позволяет экономить материалы и энергетические ресурсы, а также затраты труда. Экономическая целесообразность восстановления обусловлена тем, что около 45% деталей машин, поступающих в ремонт, изношены в допустимых пределах и могут быть использованы повторно без восстановления, а около половины деталей могут быть использованы после восстановления при себестоимости 15.30% цены новых деталей. Только 5.9% деталей не подлежат восстановлению [2-4].

В настоящее время разработаны различные методы восстановления деталей машин сельскохозяйственной техники, среди которых лидирующее положение занимают способы наплавки, предусматривающие расплавление основного и присадочного материалов. К таким способам наплавки относятся: ручная дуговая наплавка неплавящимися и покрытыми плавящимися электродами, наплавка под слоем флюса, дуговая наплавка в защитных газах, плазменная, вибродуговая, газовая и др. Эти способы позволяют значительно повысить производительность труда,, по лучить наплавленные слои с особыми свойствами. Вместе с тем применение этих способов в некоторых случаях затруднено вследствие значительного термического влияния на металл детали, окисления и выгорания легирующих элементов в основном и присадочном металлах, необходимости больших припусков на последующую механическую обработку, значительного расхода присадочного металла, необходимости значительных подготовительных операций, наличия газовыделения и интенсивного светового излучения.

Перспективным способом увеличения долговечности деталей машин и механизмов сельскохозяйственной техники при сравнительно незначительном термомеханическом воздействии является электроконтактная приварка (ЭКП) металлической ленты с использованием промежуточных слоев на основе высокоактивных аморфных лент.

Однако до настоящего времени практически не изучена возможность использования высокоактивных аморфных лент в качестве промежуточного слоя при ЭКП. В частности, в научно-технической литературе отсутствуют данные экспериментальных исследований технологических свойств приваренных металлических покрытий через высокоактивную аморфную ленту, определяющих процессы формирования покрытия и ответственных за его физико-механические свойства, влияние параметров режима процесса ЭКП на формирование покрытия из данных материалов и качество его соединения с основным металлом, а также данные о физико-механических свойствах такого покрытия.

В связи с этим для успешного использования металлических покрытий, полученных ЭКП металлической ленты с использованием промежуточных слоев из высокоактивных- аморфных лент в технологиях восстановления деталей машин и механизмов, необходимо провести комплекс исследований по выбору аморфных лент и их влиянию на качество соединения покрытия с деталью и свойства самого покрытия.

Целью работы является увеличение долговечности деталей сельскохозяйственной техники электроконтактной приваркой металлической ленты с использованием промежуточных слоев на основе высокоактивных аморфных лент.

В работе изучено влияние основных технологических параметров ЭКП на формирование покрытия и соединение его с основой. Теоретически и экспериментально исследованы и установлены оптимальные режимы ЭКП металлической ленты с использованием промежуточных слоев на основе высокоактивных аморфных лент. С помощью статистического моделирования разработана расчетно-экспериментальная модель процесса ЭКП, позволяющая увязать рост прочности соединения покрытия с основным металлом, величиной деформации привариваемой ленты и зоной термического влияния. Для повышения стабильности качества получаемого покрытия при ЭКП предложены технические решения по модернизации сварочной головки установки для ЭКП «011-1-10» «Ремдеталь» (патент на изобретение № 2397051 и на полезную модель № 103772) и типовой технологический процесс восстановления цилиндрических деталей ЭКП металлической ленты с использованием промежуточных слоев на основе высокоактивных аморфных лент.

Внедрение разработанной технологии и эксплуатационные испытания восстановленных втулок уплотнительного устройства консольных и грунтовых насосов - проводились в ООО «Фирма Крот» (г. Москва), толкателей гомогенизатора и деталей шестеренных насосов в ООО «АСТ-Колхоз Клин-ский» (Московская обл.), опорных шеек распределительных валов двигателей внутреннего сгорания типа Д-245, РАБА МАЛ и др. - в ООО «Механика» (г. Москва); роторов дробилок спеков - в ФГУП «Алексинский опытный механический завод» (Тульская область).

Расчет экономической эффективности показал, что себестоимость воел становленного 1 дм детали типа «вал» - 276,57 рублей. Срок окупаемости -2,52 года, экономический эффект - 751 242,71 рублей/год.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве», Серов, Антон Вячеславович

Выводы и предложения.

1. Характеристики биметаллических покрытий, полученные электрокошактной приваркой на опытных деталях выпускаемого оборудования ФГУП «Алексинский опытный механический завод», отвечают требованиям предъявляемым к соответствующим металлическим покрытиям.

2. Данный технологический процесс рекомендуется для широкого внедрения в системе АПК и машиностроения.

Председатель комиссии Члены комиссии:

А.Г. Чепенко/

В.И. Александров/ /П.И. Бурак/

A.B. Серов/