Главная » 2014»Август»20 » Скачать Разработка технологии восстановления поверхностей качения электроконтактной наваркой проволокой. Пономарев, Алексей Иванович бесплатно
04:46
Скачать Разработка технологии восстановления поверхностей качения электроконтактной наваркой проволокой. Пономарев, Алексей Иванович бесплатно
Разработка технологии восстановления поверхностей качения электроконтактной наваркой проволокой
Диссертация
Автор: Пономарев, Алексей Иванович
Название: Разработка технологии восстановления поверхностей качения электроконтактной наваркой проволокой
Справка: Пономарев, Алексей Иванович. Разработка технологии восстановления поверхностей качения электроконтактной наваркой проволокой : диссертация кандидата технических наук : 05.03.06 Москва, 2004 213 c. : 61 04-5/2312
Объем: 213 стр.
Информация: Москва, 2004
Содержание:
Введение
Глава 1 Состояние вопроса
11 Анализ причин выхода из строя деталей типа крестовин
12 Анализ способов восстановления деталей с поверхностями качения
13 Анализ технологических вариантов электроконтактной наварки проволокой и применяемое оборудование
14 Результаты испытаний образцов после ЭКНП на износостойкость в условиях трения качения
Глава 2 Исследование причин возникновения зон локального разупрочнения в слое наваренного металла
21 Исследование механизма образования зон локального разупрочнения
22 Разработка методики расчета электротепловой обстановки в зоне электроконтактной наварки
23 Постановка краевой задачи
24 Расчет термического цикла в зоне наварки и анализ полученных результатов
25 Применение упрощённой модели для прогнозирования характеристик твердости слоя наваренного металла
26 Выводы
Глава 3 Экспериментальное исследование влияния режимов наварки на параметры твердости слоя наваренного металла
31 Определение диапазонов варьирования основных факторов влияния на твердость поверхностного слоя
32 Разработка методики экспериментального исследования глубины зоны закалки в основном металле
33 Экспериментальное исследование влияния режимов наварки на глубину зоны закалки в основном металле
34 Разработка методики проведения эксперимента по влиянию режимов наварки на показатели твердости поверхностного слоя
35 Экспериментальное исследование по влиянию параметров режима ЭКНП на показатели твердости поверхностного слоя
36 Выводы
Глава 4 Исследование износостойкости слоев металла, наваренных
ЭКНП, и разработка мероприятий по увеличению износостойкости
41 Разработка методики экспериментального исследования износостойкости наваренного металла после ЭКНП
42 Выбор способа упрочнения ППД поверхностей качения, восстановленных с применением ЭКНП
43 Исследование влияния обкатки роликом на характеристики поверхностных слоев, полученных с помощью ЭКНП
44 Сравнительное исследование износостойкости восстановленных с применением ЭКНП образцов в условиях трения качения
45 Выводы
Глава 5 Промышленное применение результатов исследований
51 Технологические рекомендации по восстановлению деталей с поверхностями качения
52 Примеры деталей с поверхностями качения, восстанавливаемых электроконтактной наваркой проволокой
53 Расчет экономического эффекта
54 Выводы 187 Общие выводы 188 Список литературы 190 Приложение
Введение:
В настоящее время на машиностроительных предприятиях одной из наиболее важных задач является продление срока службы имеющейся техники, что, прежде всего, связано с выполнением работ по восстановлению деталей машин. При этом необходимо стремиться к повышению качества восстановления при одновременном снижении материальных и трудовых затрат. Решение данной задачи в значительной степени связано с внедрением в производство перспективных ресурсосберегающих технологий восстановления деталей машин. Особенно это важно при восстановлении деталей машин незначительных объемов, присущих единичному и мелкосерийному типам производства.
Одной из таких технологий является электроконтактная наварка проволокой (ЭКНП) оплавлением. В настоящее время наварка оплавлением внедрена на ряде предприятий, например, ОАО "Калугапутьмаш", НПП "Велд", при восстановлении более 100 наименований деталей машин различного назначения: сельскохозяйственной техники, городского и железнодорожного транспорта, технологического оборудования и т.д., как для предприятий и организаций Калужской области, так и других регионов России.
С точки зрения экономической эффективности восстановление электроконтактной наваркой проволокой оплавлением оправдано для деталей с высокой себестоимостью изготовления. К ним относятся детали сложного конструктивного исполнения, в частности, детали с поверхностями качения. Однако, восстановление таких деталей не получило в настоящее время широкого распространения.
Долговечность работы деталей, входящих в узлы трения качения, можно увеличить с помощью технологических методов, гарантирующих высокую износостойкость поверхностей трения. Основной трудностью при получении износостойких покрытий, по-видимому, является высокие требования к твёрдости и глубине упрочнения поверхности трения, что обусловлено большими контактными напряжениями при качении. Анализ существующих технологий показывает, что требуемые свойства восстановленного покрытия можно обеспечить с помощью электролитического хромирования при величине износа до 0,3 мм и технологии электроконтактной наварки проволокой (ЭКНП) при величине износа свыше 0,3 мм.
Широкое внедрение процесса ЭКНП для восстановления поверхностей качения сдерживается недостаточными исследованиями влияния структурной неоднородности слоев после электроконтактной наварки на их контактную прочность и износостойкость. Металлографическими исследованиями макрошлифов установлено, что зона термического влияния при электроконтактной наварке характеризуется чередованием закаленных и отпущенных структур металла. Границы перехода от закаленной структуры к отпущенной являются концентраторами напряжений и могут увеличить вероятность образования трещин, снизив контактную прочность поверхностного слоя.
В связи с изложенным повышение контактной прочности деталей машин с поверхностями качения является актуальной задачей.
Диссертационная работа состоит из пяти глав.
В первой главе выполнен анализ деталей с поверхностями качения номенклатуры предприятий НПП "Велд", ОАО "Калугапутьмаш", ЗАО "Калужский авторемонтный завод", требующих восстановления. Рассмотрены требования, предъявляемые к восстановленным деталям. Проведен литературный анализ известных способов восстановления деталей машин. Рассмотрены основные способы, применяемые на машиностроительных и ремонтных предприятиях: напыление металлов, наплавка в защитных газах, наплавка под флюсом, вибродуговая и плазменная наплавки, электролитические способы нанесения покрытия (хромирование, железнение) и способы электроконтактной наварки проволокой, лентой, порошковыми материалами. В результате проведенного анализа способов восстановления и механизмов формирования сварного соединения при ЭКН сделан вывод, что наиболее рациональной технологией восстановления рассмотренной номенклатуры деталей с учетом требований, предъявляемых к восстановленным деталям, является ЭКНП оплавлением. Проведен анализ литературных данных по влиянию структурной неоднородности металла на контактную прочность и износостойкость в условиях трения качения. На основании литературного обзора и результатов предварительных экспериментов для сравнения износостойкости наваренных и новых деталей в условиях трения качения сформулированы цель и задачи работы.
Вторая глава посвящена исследованию причин возникновения структурной неоднородности наваренного металла. С помощью расчета методом конечных элементов установлены основные факторы влияния на глубину закаленных зон и ширину зон отпуска на поверхности слоя наваренного металла. Кроме того, получены закономерности их изменения в аналитическом виде, простом для применения в инженерной практике.
Третья глава посвящена экспериментальному исследованию влияния режимов наварки на параметры твердости поверхностного слоя наваренной детали. Исследование проводилось с использованием аппарата планирования эксперимента. На основе экспериментальных исследований была проверена адекватность расчетной модели механизма формирования зон структурной неоднородности и выработаны технологические рекомендации, позволяющие получать слои после ЭКНП, удовлетворяющие требованиям к поверхностям качения.
В четвертой главе проведены исследования износостойкости и контактной прочности слоев после ЭКНП, осуществлен выбор метода дополнительной обработки наваренного металла. В качестве дополнительной технологической меры для повышения контактной прочности и износостойкости слоев после ЭКНП выбрана обкатка роликом. На основе опытных данных обоснован выбор размеров упрочняющего ролика и параметров режима обкатки. С помощью испытаний оценена эффективность применения дополнительной технологической операции.
Пятая глава посвящена разработке типового технологического процесса восстановления поверхностей качения. Приведены примеры деталей с поверхностями качения, восстанавливаемых при помощи ЭКНП оплавлением. Выполнен расчет экономического эффекта от внедрения разработанной технологии на НЛП "Велд".
В заключении сформулированы основные выводы по результатам работы.
Технология восстановления поверхностей качения с использованием ЭКНП оплавлением внедрена на предприятии Hi III "Велд". Годовой экономический эффект от внедрения разработанной технологии на Hi III "Велд" составил 361350 рублей в расчете на годовую программу восстановления крестовин 286 штук.
