CC BY
37
УДК 621.824.004.67
Р. А. Лиджи-Горяев Астраханский государственный технический университет
ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ СУДОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
В настоящее время флот рыбной промышленности находится не в лучшем положении. Суда флота не отвечают требованиям международных стандартов МАКО, ИмО, ISO-2000, Кодекса ПДНВ-95. В последние годы увеличились случаи выхода из строя деталей судовых технических средств. В связи с этим важнейшей частью проблемы является оптимальное формирование свойств материалов, применяемых для изготовления и восстановления деталей судовых технических средств, которые обеспечат надежность и прочность при эксплуатации судового оборудования.
На Астраханском судостроительном заводе им. В. И. Ленина совместно с учеными Астраханского государственного технического университета проводятся исследования, направленные на детальное изучение и внедрение оптимизированной технологии восстановления шеек коленчатых валов методом плазменного напыления.
С учетом различных аспектов при напылении были предложены следующие материалы и параметры оптимизации процесса напыления [1]:
- основной материал при восстановлении шеек коленчатого вала -проволока 65 Г (ГОСТ 1071-81) по подслою ПГ-Ю5-Н (ТУ - 14-22-76-95);
- режим напыления (оптимизированный):
1) дистанция напыления L, м, - 0,11-0,12;
2) скорость подачи V, м/мин, - 1,2-1,25;
3) расход газа Q, м3/ч, - 0,04 -0,05.
Ряд результатов представлен в табл. 1.
Дополнительно для определения триботехнических характеристик покрытия в Санкт-Петербургском государственном университете водных коммуникаций были подготовлены образцы и проведены испытания по методике, изложенной в [3]. Результаты представлены в табл. 2.
Одним из основных параметров, определяющих качество полученных покрытий, является адгезионное свойство покрытия [2]. По результатам испытаний (см. табл. 1) при помощи программного продукта «Stat-graphics 5.0 plus» были получены графические зависимости, позволяющие оценить характеристики адгезионных свойств покрытия (рис. 1, 2).
Таблица 1
Данные по напылению 65Г на основу сталь 45 с подслоем ПГ-Ю5-Н
Переменные факторы
Е = 3 м Я Ус? * Рч ^ І 1 ІЗ 1 * а з 4 ^ 5 Ч § Скорость подачи, V, м/мин - " н > © а ¿и Прочность на разрыв, МПа Ударная вязкость, кДж/м2 Пористость, % Когезия, МПа
Х1 Х2 Х3 У1 У3 У4 У6 У7
1 (-)* 0,03 (-) 0,1 (+) 1,4 8,95 15,8 119 4,5 29
2 (+)** 0,05 (-) 0,1 (-) 1,2 9,11 21 123 4,0 37
3 (-) 0,03 (+) 0,14 (-) 1,2 8,84 14 107 7,5 27
4 (+) 0,05 (+) 0,14 (+) 1,4 9,2 17,5 101 5 29
5 (-) 0,03 (-) 0,1 (-) 1,2 9,07 15,2 114 5 27
6 (+) 0,05 (-) 0,1 (+) 1,4 9,25 19,3 127 3,9 35
7 (-) 0,03 (+) 0,14 (+) 1,4 8,83 14,5 109 7 27
8 (+) 0,05 (+) 0,14 (-) 1,2 9,19 18,7 105 4,5 35
(-) - минимальный уровень переменных факторов.
(+) - максимальный уровень переменных факторов.
Таблица 2
Данные триботехнических испытаний пар трения сталь 65Г - по баббиту Б83, сталь 45 - по баббиту Б83
Образец Сопряженная пара Смазка Время, мин Нагрузка, Н § И Ї5 И О О Вч" Износ образца, мм Лунка износа сопряженной пары, мм
Баббит 0 = 42 мм к = 17 мм Сталь 45 0 = 42 мм к = 17 мм Масло М8В, 6 кап/мин 15 15 30 30 0 250 500 500 0,1 0,5 1,1 0,8 0 0,095 0,106 0,076 18 28 49 64 0,23 1,2
Баббит 0 = 42 мм к = 17 мм Сталь 65Г 0 = 42 мм к = 17 мм 15 15 30 30 0 250 500 500 0,05 0,3 0,6 0,6 0 0,057 0,057 0,057 18 28 44 53 0,28 0,7
Plot of Fitted Model
XI
Рис. 1. Функция, оптимально описывающая модель с оптимальными значениями Х2 = 0,125, Х3 = 1,25
Estimated Response Surface
Рис. 2. Оценка отклика поверхности У3 (адгезии) в зависимости от Х1 (расхода газа) и Х2 (дистанции напыления)
Исследования подтвердили высокое качество процесса напыления, которое позволит при использовании данной оптимизированной технологии продлить ресурс и повысить надежность как самого вала, так и различных деталей судовых двигателей внутреннего сгорания. Полученные результаты были подтверждены натурными испытаниями, проведенными фирмой ООО «Плазтех» (г. Самара).
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976.
2. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии - М.: Машиностроение, 1986.
3. Бодуэн Ф. П. Трение и смазка твердых тел. - М.: Машиностроение, 1968.
Получено 18.02.05
IMPROVING THE RELIABILITY OF CRANKSHAFTS OF MARINE INTERNAL COMBUSTION ENGINES
R. A. Lidji-Goryaev
Conventional methods of restoring and strengthening parts of marine internal combustion engines are of little efficiency due to many reasons. There has been offered a method of plasma spray worked out according to optimized technology. It helps to get surface coating with wide range of properties.
