CC BY
37
тие из СВС-прессованного катода ^С0;5-20%А1-10% Si характеризуется наилучшим сочетанием механических свойств. Следует отметить что покрытия (TiAl)N и (TiAlSi)N обладают более совершенной структурой из за отсутствия капельной фазы (в 3-5 раза меньше чем у покрытия ТЫ), которая служит очагом разрушения. Соответственно это покрытие имеет максимальную износостойкость.
Список литературы
1. Получение вакуумно-дуговых ТьА1-№ - покрытий с использованием многокомпонентных СВС - прессованных катодов [Текст] / А.П. Амосов, А. А. Ермошкин, А.Ф. Федотов, В.Н. Лавро, Е.И. Латухин, К.С. Сметанин, С.И. Алтухов // Заготовительные производства в машиностроении, 2011, № 8, с.43-45.
2. Вакуумно-дуговые покрытия, полученные из многокомпонентных СВС-прессованных катодов систем ТЮ-А1-Б1 [Текст] / А.А. Ермошкин, А.Ф. Федотов, В.Н. Лавро, К.С. Сметанин // 13-ая Международная научно-практическая конференция «Технология ремонта, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня». С-Петербург, 2011, с. 122-127.
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ВАЛА РОТОРА ТУРБОКОМПРЕССОРА ЭЛЕКТРОИСКРОВОЙ ОБРАБОТКОЙ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫМИ
НАНОМАТЕРИАЛАМИ ЛатыповРашит Абдулхакович, д.т.н., профессор Московский государственный машиностроительный университет
г.Москва, Россия Денисов Вячеслав Александрович, д.т.н., с.н.с. Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка, г.Москва, Россия Агеев Евгений Викторович, д.т.н., профессор E-mail: [email protected] Юго-Западный государственный университет, г.Курск, Россия
Представлены результаты разработки технологии восстановления вала ротора турбокомпрессора электроискровой обработкой электроэрозионными наноматериалами, которая позволит обеспечить экономию металла, топлива, энергетических и трудовых ресурсов, а также рациональное использование природных ресурсов и охрану окружающей среды.
Ключевые слова: вал ротора турбокомпрессора, быстрорежущая сталь, электроэрозионное диспергирование, электроискровая обработка.
Выбором рациональных методов восстановления деталей автомобилей начали заниматься с появлением промышленных видов ремонта. Как показывает практика, порядка 85% деталей восстанавливаются при износе не более 0,3 мм, то есть их работоспособность восстанавливается при нанесении покрытия незначительной толщины. Для восстановления деталей с та-
кими износами наиболее целесообразно использовать электроискровую обработку (ЭИО). ЭИО отличается технологической гибкостью, дешевизной и позволяет получать покрытия с широким диапазоном свойств [1].
В настоящее время развитие современного ремонтного производства в направлении универсальных мобильных технологий восстановления деталей, реализованных в условиях производств, с небольшой программой, разнообразной номенклатурой и наименованием восстанавливаемых деталей подразумевает использование недорогого мобильного технологического оборудования для нанесения покрытий ЭИО, выглаживание упрочненных и восстановленных поверхностей.
Однако, во многих случаях свойства электроискровых покрытий изношенных деталей зависят от состава, структуры и свойств электродного материала. С практической точки зрения, наибольший интерес представляют электроды с наноразмерными частицами. Анализ исследовательских работ показал, что наиболее перспективным методом получения наноразмерных материалов является метод электроэрозионного диспергирования (ЭЭД) [2-11].
Целью настоящей работы являлось разработка технологии восстановления вала ротора турбокомпрессора электроискровой обработкой электроэрозионными наноматериалами.
При получении порошка для электроискровой обработки изношенных деталей использовалась установка для электроэрозионного диспергирования и отходы быстрорежущей стали марки Р6М5. В качестве рабочей жидкости использовалась вода дистиллированная. Рабочие параметры установки электроэрозионного диспергирования: напряжение на электродах реактора U=120 В, емкости разрядных конденсаторов С=55 мкФ, расстоянии между электродами реактора 1=100 мм.
Электрод для электроискровой обработки изношенных деталей получали из электроэрозионных порошков получали на установке искрового плазменного спекания путем пропускания высокоамперного тока через заготовку при температуре 950 °С в течение 3 минут.
Объект реновации - вал ротора турбокомпрессора. Материал образца для электроискровой обработки - сталь 30ХГСА.
Электроискровое покрытие на образец наносили с использованием установки для электроискровой обработки модели «ЦК-121».
Параметры электроискровой обработки: режим №7, напряжение 220 В, емкость 360 мкФ, частота следования импульсов 100 Гц.
Разработанный типовой технологический процесс восстановления валов турбокомпрессора включает в себя устранение методами ЭИО основных аварийных дефектов, а именно износы рабочей поверхности вала в сопряжениях вал - подшипник скольжения; царапины, задиры, риски, а также другие локальные дефекты. В процессе разработки технологического процесса были отработаны режимы и технологические приемы операций на-
несения восстановительных покрытий методами ЭИО, режимы механической обработки и упрочнения.
Разработанный технологический процесс восстановления вала ротора турбокомпрессора электроискровой обработкой электроэрозионными на-номатериалами представлен в таблице 1.
Таблица 1 -Технологический процесс восстановления вала ротора турбокомпрессора электроискровой обработкой электроэрозионными наномате-_риалами__
№ п/п Наименование операции Оборудование Приборы и инструменты
005 Моечная 1. Вымыть вал ротора ТКР в моющем средстве «ББЫТ», с концентрацией 25 г/л при температуре 80...90°С; для очищения их от нагара и смоляных отложений. Ультразвуковая ванна «Сапфир» ТТЦ. Корзина из нержавеющей слали, моющее средство «ББЫТ».
010 Дефектовочная 1. Проверить вал ротора на изгиб (при значении биения более допустимого ТК деталь подлежит замене). 2. Определить износ канавок для колец уплотнения. 3. Определить износ опорных поверхностей вала ротора под подшипник. Прибор проверки деталей вращения на биение в центрах ПВ-250; калибр специальный (1,75-1,89 мм); микрометр рычажного типа 0-25 с точностью 0,002мм МР02020 ГОСТ 4381 - 87.
015 Электроискровая 1. Закрепить в трехкулачко-вый патрон токарно-винторезного станка 1К62 обратный центр 2. Закрепить вал ротора ТКР в центрах станка. 3. Обработать опорные поверхности вала ротора турбокомпрессора под подшипник. 4. Обработать поверхность на вале ротора под уплотни-тельную втулку, электрод - Токарно-винторезный станок 1К62, установка иЯ-121. Патрон трехку-лачковый; центр вращающийся. Наноструктурный электрод для нанесения электроискровых покрытий.
02 мм, режим установки -5, пд = 30 об/мин, Sэл = 0,23 мм/об, т = 1.
020
Поверхностно-пластическая 1. Обкатать опорные поверхности вала ротора под подшипник. пд = 30 об/мин, Sэл = 0,11 мм/об
Токарно-винторезный станок 1К62
Патрон трехку-лачковый, центр вращающийся; фасонный резец
025
Притирочная 1. Притереть опорные поверхности вала ротора под подшипник до номинального размера.
Токарно-винторезный станок 1К62
Патрон трехку-лачковый; центр вращающийся; чугунный притир разрезной; паста алмазная АМ 7/5 ГОСТ 9206-80; микрометр рычажного типа 0-25 с точностью
0,002мм МР02020 ГОСТ 4381-87.
030
Балансировочная 1. Произвести балансировку вала ротора ТКР с турбинным колесом в двух плоскостях по достижению величины, указанной в спецификации на капитальный ремонт
Станок балансировочный БВИ-03-02Т; машина шлифовальная.
Круг шлифовальный.
035
Очистка 1. Промыть блок в растворе моющего средства «ББЫТ», с концентрацией 25 г/л при температуре 80.. ,90оС_
Ультразвуковая ванна «Сапфир» ТТЦ
040
Контрольная 1. Произвести технический контроль восстановленного вала на соответствие размерам._
микрометр рычажного типа 0-25 с точностью
0,002мм МР02020 ГОСТ 4381 - 87.
Таким образом, разработка технологии восстановления вала ротора турбокомпрессора электроискровой обработкой электроэрозионными нанома-териалами позволит обеспечить экономию металла, топлива, энергетических и трудовых ресурсов, а также рациональное использование природных ресурсов и охрану окружающей среды. Помимо того, на сегодняшний день, в связи со сложной политической обстановкой все большую актуаль-
ность приобретает вопрос использования отечественного сырья для формирования защитных покрытий.
Список литературы
1. Металлографические исследования электроискровых и газодинамических покрытий / Денисов В.А., Иванов В.И., Задорожний Р.Н. // Технология металлов. 2013. № 12. С. 31-38.
2. Разработка и исследование твердосплавных изделий из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием вольфрамсодержащих отходов / Латыпов Р. А., Латыпова Г.Р., Агеев Е.В., Давыдов А.А. // Международный научный журнал. 2013. № 2. С. 107-112.
3. Исследование химического состава порошков, полученных из отходов твердых сплавов методом электроэрозионного диспергирования / Агеев Е.В., Агеева Е.В.// В сборнике: Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: материалы IV Международной научно-технической конференции в 2-х частях. Ответственный редактор: Е.И. Яцун. 2006. С. 146-150.
4. Properties and characterizations of powders produced from waste carbides / Ageeva E.V., Ageev E.V., Osminina A.S. // Журнал нано- и электронной физики. 2013. Т. 5. № 4. С. 04038-1-04038-2.
5. Разработка генератора импульсов установки электроэрозионного диспергирования / Агеев Е.В., Семенихин Б.А., Латыпов Р.А. // В сборнике: Информационно-измерительные, диагностические и управляющие системы. Диагностика-2009 Сборник материалов Международной научно-технической конференции. Ответственный редактор: В.Э. Дрейзин. 2009. С. 144-147.
6. Получение и исследование порошков из отходов вольфрамсодержащих твердых сплавов электроэрозионным диспергированием / Агеев Е.В., Латыпов Р. А., Агеева Е.В., Давыдов А.А. // Курск, 2013.
7. Получение и исследование заготовок твердого сплава из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием вольфрамсодержащих отходов / Агеев Е.В., Латыпов Р.А. // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 2014. № 5. С. 50-53.
8. Перспективный метод переработки отходов спеченных твердых сплавов / Агеев Е.В., Семенихин Б.А., Латыпов Р.А. // В сборнике: Экономика природопользования и природоохраны. Сборник статей XII Международной научно-практической конференции под редакцией В.В. Арбузова. - Пенза: Приволжский дом знаний, 2009. С. 58-62.
9. Исследование микротвердости порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава / Агеев Е.В., Семенихин Б.А., Латыпов Р.А. // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский государственный агроинженерный университет им. В.П. Горячкина. 2011. №1 (46). С. 78-80.
10. Рентгеноспектральный микранализ частиц порошков, полученных электроэрозионным диспергированием твердого сплава / Агеев Е.В., Гадалов В.Н., Семенихин Б. А., Агеева Е.В., Латыпов Р. А. // Упрочняющие технологии и покрытия. 2011. №2. С. 13-16.
11. Восстановление и упрочнение деталей автотракторной техники плазменно-порошковой наплавкой с использованием порошков, полученных электроэрозионным диспергированием отходов спеченных твердых сплавов / Агеев Е.В., Серебровский В.И., Семенихин Б.А., Агеева Е.В., Латыпов Р.А., Гнездилова Ю.П. - Курск: Изд-во Курск. гос. с.-х. акад., 2010.- 91 с.
12. Оценка относительной прочности соединения металлов на этапе схватывания при сварке давлением/ Латыпова Г.Р., Латыпов Р.А., Булычев В.В., Агеев Е.В.// Современные материалы, техника и технологии. 2015. № 2 (2). С. 102-110.
13. Исследование деформирования и проскальзывания проволоки при ее электро-контактактной приварке к цилиндрическим поверхностям/ Латыпов Р.А., Латыпова Г.Р., Булычев В.В.// Современные материалы, техника и технологии. 2015. № 1 (1). С. 128-133.
14. Оценка влияния температуры электроконтактной приварки порошкового слоя на его пористость/ Булычев В.В., Латыпова Г.Р., Латыпов Р.А., Бахмудкадиев Н.Д.// Современные материалы, техника и технологии. 2015. № 3 (3). С. 53-58.
15. Особенности электроконтактной приварки порошка пр-нпч3 на детали из чугуна/ Латыпов Р.А., Латыпова Г.Р., Дудин В.И.// Современные материалы, техника и технологии. 2015. № 2 (2). С. 97-101.
Latypov Rashit АЬёиШакоуюИ, Ph. D., Professor
Moscow state University of mechanical engineering, Moscow, Russia
Denisov Vyacheslav Aleksandrovich, doctor of technical Sciences, senior researcher
All-Russian scientific-research technological Institute of repair and operation tractor fleet,
Moscow, Russia
Ageev Evgeniy Viktorovich, doctor of technical Sciences, Professor South-West state University, Kursk, Russia E-mail: [email protected]
RESEARCH AND DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY OF RESTORATION OF THE ROTOR SHAFT OF THE TURBOCHARGER ELECTRIC SPARK ELECTRICAL DISCHARGE MACHINING WITH NANOMATERIALS
Presents the results of development of technology of restoration of the rotor shaft of the tur-bocharger electric spark electrical discharge machining with nanomaterials, which will allow to provide economy of metal, fuel, energy and labor resources, as well as the rational use of natural resources and environmental protection.
Key words: rotor shaft of the turbocharger, high-speed steel, electroerosion dispersion, electric-spark processing.
УДК 621.791.927
ВОССТАНОВЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ЛатыповРашит Абдулхакович, д.т.н., профессор (е-таИ: [email protected]) Московский государственный машиностроительный университет Агеев Евгений Викторович, д.т.н., профессор Юго-Западный государственный университет, г. Курск Латыпова Гюльнара Рашитовна, ст. преподаватель Московский государственный машиностроительный университет
Предложена комплексная технология восстановления распределительного вала дизельного двигателя ЯаЬа-МАИ, в соответствие с которой опорные шейки восстанавливают электроконтактной приваркой ленты через промежуточный слой из порошкового материала, а кулачки - электродуговой наплавкой полым электродом в стандартной обмазке, содер-
