CC BY
85
УДК629. 113.004.67 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИННОВАЦИИ В ПРОЦЕССАХ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ АВТОСЕРВИСА
A.A. Аблаев', М.Н.Гребенюк2, О.В. Маковецкая-Абрамова3 1,2Владимирский государственный университет (ВлГУ), 600000, Владимир, ул. Горького, 87 , 3Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики (СПбГУСЭ),
191015, Санкт-Петербург, ул. Кавалергардская, 7
Аннотация - Предложена синтетическая смазочно-охлаждающая жидкость ГРЕТЕРОЛ, которая может быть рекомендована для лезвийной и абразивной обработки чугунов, разных сталей и сплавов, цветных металлов и может применяться как на универсальном, так и на автоматическом оборудовании со сроком службы до полной замены более 6 месяцев. Предложен способ полирования шеек коленчатых валов вращающейся медной щеткой с абразивной пастой. Эффективность указанного способа подтверждена большим объемом теоретических и экспериментальных исследований.
Ключевые слова: СОЖ; стойкость инструмента; износ; шероховатость поверхности.
TECHNOLOGICAL INNOVATIONS IN PROCESSES OF RESTORATION AND HARDENING OF DETAILS AT THE CAR-CARE CENTER ENTERPRISES
A.A. Аblaev, M.N.Grebenyuk, O.V.Makovetckaia-Abramova Vladimirskiy state university, 600000, Vladimir, street Gorkogo,87 St. -Petersburg state university of servise and economy (SPbSUSE), 191015, St.-Petersburg, streetKavalergardsky ,7 Summary - It Is Offered syntetic lubricating-coolling liquid GRETE-DUG, which can be recommended for blade and abrasive processing cast iron, different steel and alloy, non-ferrous metals and can be used both on universal, and on automatic equipment since lifetime before full change more than 6 months. The Offered way polish neck crankshaft revolving copper brush with abrasive paste. Efficiency of the specified way is confirmed by big volume theoretical and experimental studies.
Keywords: SOZH; stability of the instrument; wear-out; roughness to surfaces.
Синтетическая смазочноохлаждающая жидкость ГРЕТЕРОЛ
В долгосрочных и перспективных планах развития экономики России чётко обозначен и намечен переход с сырьевого на инновационный путь.
Применение эффективных смазочноохлаждающих жидкостей (СОЖ) при обработке металлов на предприятиях автосервиса позволяет увеличить стойкость режущего инструмента, улучшить качество обрабатываемых поверхностей и санитарногигиенические условия труда.
Вместе с тем, несмотря на большое многообразие в мировой практике различных СОЖ, вопрос повышения стойкости инструмента за счет ее остается актуальным.
При разработке водорастворимых СОЖ следует отметить, что ни к одному
виду промышленных жидких смазочных и моющих препаратов не предъявляются столь жесткие требования по эксплуатационным свойствам, как к СОЖ для резания металлов.
Трудность синтеза СОЖ состоит в том, что технологическое средство должно обладать не только достаточно высокими смазочными, охлаждающими, смачиваемыми, проникающими и моющими свойствами, но и удовлетворять другие эксплуатационные требования, важнейшим из которых являются не токсичность, антикорро-зийность, стабильность, бактерицидность, гигиеничность. СОЖ не должна чрезмерно вспениваться, вызывать заедание трущихся частей станка, разрушать изоляцию электрооборудования и при этом быть пожаро-и взрывобезопасной.
В этой связи рассматривается новый
синтетический концентрат ГРЕТЕРОЛ для приготовления СОЖ на водной основе. Отличительной особенностью данного концентрата является то, что он не содержит минерального масла, хлорсодержащих присадок, а также нитрита натрия. Наличие в нем жирных кислот, поверхностноактивных веществ (ПАВ), ингибиторов коррозии, бактерицидной присадки и других органических и неорганических веществ придает СОЖ высокие эксплуатационные свойства практически по всем показателям. При этом особое внимание заслуживает такой показатель, как стойкость режущего инструмента, для оценки которого были проведены как лабораторные, так и эксплуатационные испытания.
При проведении лабораторных испытаний оценка трибологических показателей, предопределяющих стойкость инструмента, проводилась через критерий нагрузки сваривания Рс и показатель износа Дн. Последние определялись на автоматической 4-шариковой машине производства INSTITUTE FOR TEROTECHNOLOGY (RADOM, POLAND) . Что касается критерия Рс, то он определяется в соответствии с принятой стандартной методикой, а Ди - для нагрузки 1500Н при GO - секундных испытаниях. Результаты испытаний различных СОЖ представлены в таблице 1.
Как показали результаты испытаний, у рассматриваемых серийно выпускаемых СОЖ критерии Рс и Ди. практически мало отличаются между собой. Отличие составляет СОЖ, приготовленная на базе концентрата ГРЕТЕРОЛ. Несмотря на меньшую концентрацию его по отношению к воде, данная СОЖ повышает нагрузку начала свариваемости. Она выходит за пределы возможного нагружения испытательной машины и составляет более 7000Н, в то время как у остальных СОЖ Рс находится в пределах 2700 + 3000 Н. Существенное повышение Рс и Ди, а значит несущей способности (зади-ростойкости) и износостойкости трущейся пары и соответственно стойкости режущего инструмента при использовании исследуемой жидкости ГРЕТЕРОЛа, обеспечивается образованием на поверхности обрабатываемого материала ориентационно упорядоченной изотропной (объемной) жидкости. Следует также
полагать, что на поверхности трения при использовании ГРЕТЕРОЛа в первую очередь адсорбируются мицеллы данной СОЖ, которые блокируют металлическую поверхность и защищают ее от воздействия контртела.
Таблица 1 - Результаты испытаний СОЖ
Существование ориентационной упорядоченности молекул в пристенных слоях жидкости с анизометрическими молекулами определялось с помощью метода плоского световода [1]. Метод позволяет определить тип ориентации и интегральный параметр упорядоченности молекул ds <Дп>, где ds - толщина ориентационно упорядоченного кристального слоя; <Дп> - среднее значение двойного лучепреломления.
В результате проведенных исследований было установлено, что показатель оптической анизотропии <Дп>) в случае применения СОЖ, приготовленной на базе концентрата ГРЕТЕРОЛ, в два и более раз выше, чем при других рассматриваемых СОЖ. А повышение оптической анизотропии жидкости в пристенных слоях, как было установлено ранее [2], при прочих равных условиях приводит дополнительно к повышению трибологических показателей. В нашем случае к повышению стойкости инструмента.
Производственные испытания
Наименование и содержание СОЖ- Изготовитель конструкции Нагруз ка сваривания Рс, Н Показатель износа Ди, мм
Минеральное 2800 1,10
масло
Вода + 5% кон- Россия, фирма 2700 1,06
центрата "Ростовхимпром
"Эмульсол ЭГТ"
Вода + 5% кон- Россия, фирма 2800 0,95
центрата "Ив- "Иванхимпром"
кат"
Вода + 5% кон- Германия 3000 0,83
центрата "8уп- .фирма "Оа81;го1"
Шо Яу"
Вода + 3% кон- Россия, фирма более 0,71
центрата
"Гретерол" "Гретерин" 7000
А.А. Аблаев, М.Н.Гребенюк, О.В. Маковецкая-Абрамова
СОЖ ГРЕТЕРОЛ, проводимые в условиях АО ВТЗ (г. Владимир, Россия) показали, что при использовании данной СОЖ стойкость лезвийных инструментов повышается на 20 - 40 %, а абразивных за счет лучших моющих свойств - в 1,5 - 2 раза.
Следует также заметить, что концентрат ГРЕТЕРОЛ легко смешивается с холодной водопроводной водой. При этом данная СОЖ, как показала практика, может быть рекомендована для лезвийной и абразивной обработки чугунов, разных сталей и сплавов, цветных металлов и может применяться как на универсальном, так и на автоматическом оборудовании со сроком службы до полной замены более 6 месяцев.
Полирование шеек коленчатых валов вращающейся медной щеткой с абразивной пастой
К числу сопряжений, лимитирующих ресурс капитально отремонтированных двигателей, относится, прежде всего, сопряжение шейка вала -вкладыши. Результаты исследований, проведенных в ГОСНИТИ, КазНИПИАТ, показали, что около 50 % двигателей поступает в очередной капитальный ремонт по причине износа шеек коленчатых валов. При этом износ последних нередко проявляется в виде задиров уже в начальный период эксплуатации двигателей.
Одной из основных причин этого является низкое качество поверхности шеек коленчатых валов, характеризующееся, в частности, отклонением исходной шероховатости, их от оптимального значения.
Отклонение исходной шероховатости поверхности от оптимального значения объясняется тем, что используемые в ремонтном производстве способы окончательной обработки шеек коленчатых валов не удовлетворяют техническим требованиям. В связи с этим исследования, направленные на разработку более совершенного способа полирования шеек коленчатых валов применительно к условиям ремонтных предприятий, являются весьма актуальными.
С этой течки зрения заслуживает внимания способ обработки деталей вращающимися механическими щетками, в частности из медной проволоки, с абразивной пастой. Указанный материал ворса щетки обладает высокой теплопроводностью и является хорошим носителем абразивных зерен, благодаря чему повышается эффективность процесса полирования. Проведенные исследования показали, что способ полирования вращающейся медной щеткой с абразивной пастой обеспечивает получение высокого качества поверхности, не требует сложного оборудования, сокращает время чистовой обработки.
Изучение механизма формирования поверхности при полировании посредством профилографирования, микрофотографирования на оптическом и электронном микроскопах, а также с помощью рентгеноспектрального анализа показало, что образование рельефа поверхности происходит, в основном, за счет снятия окисного слоя и микрорезания тончайшего поверхностного слоя ворсом щетки и незакрепленными абразивными зернами. Следует отметить, что в заключительной стадии полирования (выглаживания) ведущее место в формировании поверхности занимает химикомеханический процесс, заключающийся в чрезвычайно быстром образовании окис-ной пленки и периодическом ее снятии щеткой.
На рис. 1 показаны профилограммы, снятые с одного микроучастка поверхности в процессе полирования. Как видно из профилограмм, со временем полирования резкие выступы, характерные для шлифованной поверхности, исчезают и высота микронеровностей уменьшается. При этом хорошо видно, что уменьшение шероховатости поверхности происходит не за счет заполнения впадин микропропрофиля продуктами износа инструмента или оттесненным металлом, как это имеет место, например, при обработке методами пластической деформации, а посредством снятия выступов.
Рисунок 1. Изменение шероховатости поверхности при полировании вращающейся медной щеткой с абразивной пастой.
(Увеличение неровностей 2000, длины - 40):
1 - Исходная шлифованная поверхность, Rа -0,85 мкм; 2, 3, 4, 5, 6, 7 - После различного времени полирования: t = 5 с, Rа = 0,50 мкм; t = 10 с, Rа = 0,32 мкм; t = 15 с, Rа = 0,22 мкм; t = 20 с, Rа = 0,16 мкм; t = 30 с, Rа = 0,10 мкм; t = 60 с, Rа = 0,05 мкм.
Значение средней температуры обрабатываемой поверхности при полировании вращающейся медной щеткой не превышает 60°С, что исключает образование ожогов, структурных превращений, снижающих износостойкость поверхностных слоев металла. Обработанная поверхность имеет выглаженный профиль, характеризующийся отсутствием отдельных выступов, значительно превышающих Яа, большим радиусом закругления выступов. Однородный характер поверхности шеек способствует повышению работоспособности подшипников коленчатого вала, особенно в период приработки.
При лабораторных испытаниях в условиях граничного трения износ цапф, отполированных вращающейся медной щеткой с абразивной пастой, на 20% ниже, чем обработанных суперфинишированием с последующим полированием абразивной лентой, и на 40 % меньше, чем отполированных пастой ГОИ с помощью фетра. Износ сопряженных вкладышей соответственно ниже в 4 и 6 раз.
В условиях эксплуатационных испытаний суммарный износ деталей соединения шейка вала - вкладыш, после полирования шеек вращающейся медной щеткой с абразивной пастой оказался на 10 % ниже, чем при обработке их суперфинишированием с последующим полированием абразивной лентой, и на 20 % ниже, чем при полировании пастой ГОИ с помощью фетра.
Испытания двигателей с коленчатыми валами, шейки которых были отполированы вращающейся медной щеткой с абразивной пастой, показали, что количество отказов по подшипникам коленчатых валов в начальный период их работы (до 5 тыс. км пробега автомобиля) при прочих равных условиях сократилось в 1,5 раза по сравнению с ранее применявшимся способом полирования пастой ГОИ с помощью фетра. При этом ресурс отремонтированных двигателей увеличился на 8 %.
Литература
1. Дерягин Б.В., Силенко Г.П., Поповский Ю.М. Оптическая анизотропия граничных слоев, образованных на поверхности стекла //Докл. АН СССР. 1972. Т. 207. №5. С. 1153 - 1156.
2. Влияние анизотропных жидкостей на работу узлов трения/ Ю.М. Поповс-кий, Г.П. Сагин, С. А . Ханма-медов и др. // Вестник машиностроения. 1996, №9. С. 7 - 11.
1 Аблаев Анатолий Алексеевич - кандидат технических наук, доцент кафедры Автомобильный транспорт, ВлГУ, тел.: +79092725039,е -mail: ablaev08@mail.ni
2 Гребенюк Михаил Никитович - кандидат технических наук, доцент кафедры Управление качеством и техническое регулирование, ВлГУ, тел.:+79107713726, е -mail: ablaev08@mail.ru
3 Маковецкая-Абрамова Ольга Валентиновна - кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология обслуживания транспортных средств» СПбГУСЭ, тел.: +79215569306, e-mail: abramova19701970@ mail.ru
