CC BY
0
The article considers the effect of electrodeposited iron coatings on the mechanical properties of steel machine parts. Experimental data on the effect of coating thickness on fatigue strength are presented.
Keywords: electrodeposition, fatigue strength, recovery, electroplated coatings
ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ ВОССТАНОВЛЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ Серебровский Владимир Исаевич, д.т.н., профессор (e-mail: svi.doc@yandex.ru) Калуцкий Евгений Сергеевич, к.т.н.
Курский государственный аграрный университет, Россия Серебровский Вадим Владимирович, д.т.н., профессор (e-mail: kalutsky1990@mail.ru) Юго-Западный государственный университет, г.Курск, Россия
В статье рассмотрены основные показатели надежности, относительно деталей машин, восстановленных различными способами.
Ключевые слова: надежность, восстановление, дефекты, износ.
В процессе эксплуатации в деталях возникают различные дефекты, которые выявляются при помощи дефектоскопии. Наиболее распространены износы величиной 0,01 - 0,6 мм (рисунок 1) [1,2,3,4]. Они влекут за собой изменение размеров, геометрической формы, прочности, жесткости, массы детали, структуры материала, качества поверхности. Значительное число деталей может быть многократно восстановлено. Понятие качество восстановления деталей является комплексным и содержит в себе два взаимосвязанных понятия - качество восстановленных деталей, т.е. стандартизованное понятие качество продукции, и качество технологического процесса восстановления деталей. Качество технологического процесса восстановления определяют совокупностью свойства технологического процесса, обусловливающих возможность обеспечивать получение качественной продукции (восстановленных деталей).
Для характеристики качества восстановленных деталей применяют практически все существующие группы показателей качества продукции. Поскольку в процессе восстановления деталей никаким образом нельзя влиять на показатели транспортабельности, унификации продукции, их применение для оценки качества восстановленных деталей нецелесообразно [5,6].
Комплексным показателем назначения деталей является функциональная взаимозаменяемость, при которой одновременно с возможностью беспригоночной сборки (или замены при ремонте) создаются экономически оптимальные эксплуатационные показатели машин путем установления этих показателей с функциональными параметрами деталей и независимого изготовления (восстановления) последних по этим параметрам с точно-
стью, определенной исходя из допустимых отклонений эксплуатационных показателей машины и необходимого гарантированного запаса их точности.
Рисунок 1 - Примерное распределение износов деталей
Процесс восстановления деталей - это сложная конструкторско-технологическая задача, при решении которой частично изменяют некоторые характеристики детали, заложенные в ней конструктором, например, материал отдельных участков (путем наплавки или электроосаждения), физико-механические свойства и шероховатость поверхности. При восстановлении работоспособности деталей методом ремонтных размеров изменяют также их геометрические параметры. В указанных условиях принцип взаимозаменяемости расширяется и включает не только размерную взаимозаменяемость, но и взаимозаменяемость по механическим, физическим и другим параметрам, влияющим на эксплуатационные показатели агрегатов, машин или самих деталей. Таким образом, используя в узле машины вместо новой восстановленную деталь, необходимо учитывать ее назначение, т.е. возможность выполнения этой деталью определенных эксплуатационных функций [5,7].
Одним из основных показателей качества восстановленных деталей является надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции при заданных режимах и условиях применения, ремонтов, хранения и транспортирования. В зависимости от назначения объекта и условий его применения надежность может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость объекта [6,7,8].
К комплексным показателям технологичности деталей относят трудоемкость и себестоимость технологического процесса восстановления.
Единичными показателями производственной технологичности восстановленных деталей являются коэффициенты применения типовых технологических способов восстановления, расхода материалов, номенклатуры применяемых материалов для восстановления, обрабатываемости материала, а также восстанавливаемость и кратность восстановления.
Коэффициент применения типовых технологических способов восстановления определяют, как отношение числа типовых технологических способов восстановления к общему числу применяемых при восстановлении данной детали технологических способов:
^т.с. 0-т.с. /С (1)
Использование дополнительных материалов при восстановлении деталей характеризуется коэффициентом расхода материалов:
крм. = Мдм/Мд, (2)
где Мдм. - масса дополнительных материалов;
Мд - общая масса детали.
Для деталей, восстанавливаемых без затрат материала, например способом давления, крж = 0.
Коэффициент номенклатуры применяемых при восстановлении дополнительных материалов кнм определяют следующим образом:
/ тР тб \
^ = 1 + ^ Д (3)
1=1 1=1
где . - количество применяемых при восстановлении деталей /- ой марки материала;
. - количество применяемых видов /- ой марки материала в базовом варианте;
тр, т.б - количество марок дополнительных материалов, применяемых в рассматриваемом и базовом вариантах восстановления.
Оценка обрабатываемости восстановленных поверхностей производится по коэффициенту обрабатываемости материалов, который основан на сопоставлении машинного времени обработки рассматриваемого Трм и базового Тбм материалов, а также соответствующих стойкостей режущего инструмента Тир. и Тиб одного типа, при обеспечении идентичных требований к качеству обрабатываемых поверхностей:
^ом. Трм. Ти.р./Тбм. Ти.б.> (4)
В качестве эталонного материала чаще всего применяют сталь 45.
Номенклатура обрабатываемых материалов и их физико-механические свойства влияют на количество режущего инструмента, требуемого при восстановлении данной детали. При увеличении степени разнотипности обрабатываемых материалов применяют режущие инструменты различных
марок с отличающимися геометрическими характеристиками режущей части, при этом увеличивается расхождение в подборе режимов резания, что усложняет организацию работ по технологической подготовке производства и материально-техническому снабжению. Рациональное ограничение марок применяемых материалов при восстановлении является важным направлением обеспечения технологичности восстановленных деталей [2,3,8].
Важными показателями эксплуатационной технологичности восстановленных деталей с точки зрения повышения их суммарного технического ресурса являются восстанавливаемость и кратность восстановления.
Восстанавливаемость изделия - это свойство его конструкции обеспечивать возможность придания ей в процессе ремонта номинальных или ремонтных размеров и свойств. Восстанавливаемость деталей определяется применением материалов и конструкций, позволяющих восстанавливать их до номинальных или ремонтных размеров и обеспечивать остальные требуемые характеристики; наличием на деталях, подлежащих восстановлению, технологических баз, защищенных от повреждений и обеспечивающих возможность их восстановления; применением на быстроизнашивающихся деталях сменных частей; приспособленностью к восстановлению прогрессивными методами; ограничением номенклатуры деталей, требующих при восстановлении сложных технологических процессов и специального оборудования.
Восстанавливаемость как свойство восстановленных деталей, проявляется при повторном и многократном их восстановлении.
Способ восстановления детали накладывает дополнительные условия на возможность и целесообразность ее многократного восстановления. Например, деталь, восстановленная способом пластического деформирования - может не иметь запаса металла для повторного применения этого способа, поэтому необходимо требуемый запас создать путем наплавки.
Восстанавливаемость является качественной характеристикой конструкции изделия и количественно не оценивается.
Показатели технологичности взаимосвязаны, поэтому при восстановлении деталей их следует рассматривать, как правило, комплексно. Комплексный показатель степени восстановления детали указывает на уровень возобновления показателей качества восстановленной детали по отношению к значениям этих показателей для новой (исходной) детали. В общем случае восстановление детали может производиться ниже уровня, на уровне и выше уровня новой детали.
Эстетический показатель качества восстановленных деталей - совершенно производственного исполнения имеет не только технико-экономическое, но и психологическое значение. Заказчик с недоверием относится к восстановленным деталям со следами ржавчины, технологических загрязнений, плохо упакованным и т.д.
Работа деталей ходовой части машин или механизмов управления, например поворотных кулаков переднего моста автомобиля, червяков рулевого управления, связана с безопасностью обслуживающего персонала или пассажиров. Для таких деталей большое значению имеют показатели безотказности. В качестве показателя безопасности предлагается вероятность безотказной работы - один из основных показателей надежности.
Список литературы
1. Серебровский В.И., Гнездилова Ю.П., Калуцкий Е.С., Левина Е.В. Планирование эксперимента при исследовании износостойкости электроосажденных покрытий // Региональный вестник. 2016. № 2 (3). С. 38-39.
2. Агеев Е.В., Серебровский В.И. Разработка и исследование технологии восстановления и упрочнения изношенных деталей машин композиционными гальваническими покрытиями с применением в качестве упрочняющей фазы вольфрамсодержащих электроэрозионных порошков микро- и нанофракций // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2021. Т. 11. № 2. С. 42-66.
3. Калуцкий Е.С., Блинков Б.С. Влияние плотности тока на качество электроосажденных покрытий // В сборнике: Научное обеспечение агропромышленного производства. материалы Международной научно-практической конференции. 2014. С. 53-54.
4. Серебровский В.И., Богомолов С.А., Калуцкий Е.С. О возможности электроосаждения двухкомпонентных износостойких железомолибденовых и железовольфрамовых сплавов из хлористого железного электролита // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2014. № 5. С. 77-78.
5. Серебровский В.И., Калуцкий Е.С., Серникова О.С. Зависимость прочности элек-троосажденного железа от структуры покрытия // Современные материалы, техника и технологии. 2022. № 6 (45). С. 71-77.
6. Калуцкий Е.С., Серебровский В.И., Серникова О.С. Влияние регулировавния периодического тока на скорость осаждения электролитических покрытий // Современные материалы, техника и технологии. 2022. № 6 (45). С. 34-40.
7. Серебровский В.И., Калуцкий Е.С., Серникова О.С. Зависимость структуры элек-троосажденных бинарных покрытий на основе железа от параметров химико-термической обработки // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2023. Т. 13. № 1. С. 59-72.
8. Серебровский В.И., Калуцкий Е.С., Серникова О.С. О возможности электроосаждения вольфрама с металлами группы железа // В сборнике: Электроэнергетика сегодня и завтра. сборник научных статей 2-й Международной научно-технической конференции. Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова; Научно-образовательный центр «Инженер». Курск, 2023. С. 140-143.
9. Восстановление деталей сельскохозяйственной техники электроосажденными сплавами железо-титан/ Калуцкий Е.С., Серебровский В.И., Серникова О.С.// Современные материалы, техника и технологии. 2023. № 1 (46). С. 47-52.
10. Влияние подготовки поверхности на прочность сцепления электроосажденных покрытий/ Серебровский В.И., Серникова О.С., Кончин В.А.// Современные материалы, техника и технологии. 2023. № 1 (46). С. 79-85.
11. Оптимизация процесса электроосаждения покрытия железо-вольфрам/ Сереб-ровский В.И., Калуцкий Е.С., Серникова О.С.// Современные материалы, техника и технологии. 2023. № 2 (47). С. 108-113.
12. Исследование износостойкости электроосажденных покрытий/ Серникова О.С., Серебровский В.И., Калуцкий Е.С.// Современные материалы, техника и технологии. 2022. № 6 (45). С. 77-82.
13. Зависимость прочности электроосажденного железа от структуры покрытия/ Се-ребровский В.И., Калуцкий Е.С., Серникова О.С.// Современные материалы, техника и технологии. 2022. № 6 (45). С. 71-77.
14. Влияние регулировавния периодического тока на скорость осаждения электролитических покрытий/ Калуцкий Е.С., Серебровский В.И., Серникова О.С.// Современные материалы, техника и технологии. 2022. № 6 (45). С. 34-40.
Serebrovsky Vladimir Isaevich, Doctor of Technical Sciences, Professor2 (e-mail: svi.doc@yandex.ru)
Serebrovsky Vadim Vladimirovich, Doctor of Technical Sciences, Professor1
Kalutsky Evgeniy Sergeevich, Ph.D.2
(e-mail: kalutsky1990@mail.ru)
1Southwestern State University
2Kursk State Agrarian University,
MAIN RELIABILITY INDICATORS OF RECOVERED PARTS
The article discusses the main indicators of reliability in relation to machine parts restored in various ways.
Key words: reliability, restoration, defects, wear.
