ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ПОКРЫТИЙ С ВКЛЮЧЕНИЯМИ БОРА Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 683.531.19

Горохов К.А.

Студент ВГТУ, г. Воронеж, РФ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ПОКРЫТИЙ

С ВКЛЮЧЕНИЯМИ БОРА

Аннотация

Статья рассматривает проблему увеличения стойкости деталей технологической оснастки с использованием экспериментального подхода. Исследование основано на методике испытаний, разработанной В.А. Шадричевым, которая предусматривает оценку эксплуатационной надежности деталей без их демонтажа в установленные временные интервалы.

Ключевые слова восстановление, испытания, износ.

Увеличение стойкости деталей технологической оснастки всегда требует экспериментального подхода. В ходе проведения испытаний определяется долговечность деталей или параметры, которые позволяют ее оценить.

Эффективные стратегии повышения износостойкости важны для обеспечения долгосрочной надежности технологической оснастки, и точные результаты испытаний играют ключевую роль в разработке таких стратегий.

Возможности для полноценных исследований в условиях эксплуатации обычно ограничены, поскольку, как правило, трудно обеспечить основное требование техники испытаний - постоянство и определенность условий износа. В дополнение к техническим ограничениям, влияющим на возможность исследования износостойкости деталей непосредственно в условиях эксплуатации, значительное значение имеют высокие затраты и продолжительность таких испытаний.

Согласно методике испытаний, предложенной В.А. Шадричевым, для оценки эксплуатационной надежности деталей технологической оснастки следует использовать их до тех пор, пока не произойдет выход из строя отдельных компонентов или систем. В данном подходе не предполагается демонтаж и монтаж агрегатов для микрометрирования деталей в установленные временные интервалы, так как эти процессы могут нарушить приработку деталей и прочность соединений с гарантированным натягом. Кроме того, такой подход затрудняет выявление истинной эксплуатационной надежности отремонтированных деталей. Периодическая разборка и сборка опытного оборудования в производственных условиях может вызвать нарушение графика эксплуатации и привести к длительным простоям.

Наиболее целесообразным подходом является проведение микрометрирования деталей после передачи агрегатов и узлов на ремонт. При использовании данного метода испытаний исключаются все отрицательные явления, связанные с разборкой и сборкой агрегатов, что позволяет выявить реальную работоспособность и износостойкость покрытий с достаточной точностью.

Учитывая вышеуказанные аспекты, был выбран метод определения работоспособности покрытий, исключающий необходимость разборки агрегатов и узлов в ходе эксплуатационных испытаний.

Для оценки эффективности восстановления деталей с применением упрочненных железоборидных покрытий был использован патрон трехкулачковый в соответствии с ГОСТ 2675-80,

исполнение 7100-0011, с посадочным отверстием диаметром 80 мм.

В рамках исследования как восстановленные, так и новые детали были установлены на три различных станка, при этом на каждый станок были установлены по два восстановленных патрона и по одному новому.

Все детали, предшествующие процедуре восстановления, подвергались механической обработке поверхности для удаления наклепа и следов износа. После этого проходили этапы промывки, обезжиривания, анодного травления, и затем подвешивались в ванну для восстановительных процессов. Нанесение покрытий осуществлялось из электролита с содержанием (кг/м3): хлорида железа FeCl2-4H2O - 350-400, соляной кислоты HCl - 1,0-1,5, лимонной кислоты C6H8O7 - 4-5, и декагидробората натрия Na3B10H10 - 1,0-1,2.

В зависимости от степени износа деталей осуществлялось нанесение покрытий с толщиной в пределах 0,2-0,3 мм. После этапа нанесения покрытий восстановленные детали подвергались процессу низкотемпературного цианирования. Затем проводился шлифовальный процесс, приносящий детали до номинальных размеров, и завершающая доводка.

Перед установкой на станки каждый патрон, независимо от того, является ли он восстановленным или новым, проходил микрометрическое измерение с точностью до 0,01 мкм. После примерно 500 часов эксплуатации восстановленные и контрольные детали были сняты с опытных станков, произведены измерения, и затем их повторно установили на место.

Отклонений в качестве опытных деталей, приведших к их снятию с оборудования в течение периода эксплуатации, не отмечалось. Подробные результаты испытаний представлены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты эксплуатационных испытаний

Номер восстановленного патрона Наработка, моточасов Износ восстановленных мест, мкм Износ аналогичных элементов в серийных патронах, мкм

1 и 2 295 1-0,03 2-0,028 0,1

3 и 4 312 3-0,031 4-0,03 Более 0,1 мкм

5 и 6 309 5-0,028 6-0,029 Более 0,1 мкм

Как видно из результатов эксплуатационных испытаний, износ восстановленных деталей значительно ниже серийных, что продлевает бесперебойный срок службы технологической оснастки.

Список использованной литературы:

1. Андриевский, РЛ. Наноструктурные материалы / Р. А. Андриевский, А. В. Рагуля. — Москва: Академия, 2005. — 192 с.

2. Арзамасов, Б.Н. Материаловедение: учебник для технических вузов / Б. Н. Арзамасов [и др.]. — Москва: МГТУ имени Н. Э. Баумана, 2001. — 648 с.

3. Волокнистые и дисперсно-упрочненные композиционные материалы / под редакцией Н. В. Агеева. — Москва: Наука, 1976. — 214 с.

© Горохов К.А., 2024