Научная статья на тему 'Технологические рекомендации по электроконтактной приварке металлической ленты через промежуточный слой'

Технологические рекомендации по электроконтактной приварке металлической ленты через промежуточный слой Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
478
127
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Агроинженерия
ВАК
Ключевые слова
ЭЛЕКТРОКОНТАКТНАЯ ПРИВАРКА / ПОКРЫТИЕ / ВОССТАНАВЛИВАЕМАЯ ДЕТАЛЬ / ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ СЛОЙ / МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ПОРОШОК / ЛЕНТА / АМОРФНАЯ ЛЕНТА / КОНТРОЛЬ / ELECTROCONTACT WELDING / COATING / RESTORED DETAIL / INTERMEDIATE LAYER / METAL POWDER / TAPE / AMORPHOUS TAPE / CONTROL

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Бурак Павел Иванович

Рассмотрены технологические особенности получения покрытий электроконтактной приваркой металлической ленты через промежуточный слой при восстановлении цилиндрических деталей; материалы для электроконтактной приварки и их производители.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Бурак Павел Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Technological recommendations on electrocontact welding of metal tape through intermediate layer

The paper considers technological features of coverings by electrocontact welding of a metal tape through an intermediate layer used in restoration of cylindrical pars as well as materials for electrocontact welding and their manufacturers.

Текст научной работы на тему «Технологические рекомендации по электроконтактной приварке металлической ленты через промежуточный слой»

жены у торцов на расстоянии 1/7 его общей длины. Плоскость перпендикулярна плоскости разъема. Измерения в плоскости проводятся путем смещения прибора на 5...10° в обе стороны от плоскости разъема, так как при попадании в соединие вкладыша, длина которого превышает допустимое значение, возможно образование наплыва на стыке вкладышей. В случае попадания в соединение вкладыша, по длине превышающего допустимое значение, при стягивании крышки картера и коренной опоры или верхней и нижней головки шатуна с помощью болтов допустимым крутящим моментом возможно образование зазора между крышкой картера и коренной опорой или верхней и нижней головкой шатуна, что может привести к поломке из-за среза болта.

При отклонении от перпендикулярности плоскости кромки от боковой плоскости при соединении подшипников возможно смятие кромки подшипника, что приводит к местному уменьшению диаметра отверстия (наплыву) шатунных и коренных опор, а это в свою очередь ведет к заклиниванию коленчатого вала при проверке его проворачивания после сборки, поэтому потребуется поиск подклинивающего подшипника и его замена.

Если внутренний диаметр подшипника не удовлетворяет указанным условиям, то его растачивают под ремонтный размер +0,5 мм.

Таким образом, усовершенствована методика проведения микрометража шатунных и коренных опор двигателя ЯМЗ-238, предложено проводить контроль опор нутромерами индикаторными НИ 100-160-2 и НИ 50-100 с измерительными головками ИЧЦ и электронной пробкой ЦД3М, что обеспечит требуемую точность измерений и производительность.

Список литературы

1. ТК 10-05.0001.027-87. Двигатели ЯМЗ-238НБ. Технические требования на капитальный ремонт. — М.: Изд-во ГОСНИТИ, 1989. — 76 с.

2. ГОСТ 1509-88. Двигатели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний. — М.: Изд-во стандартов, 1981. — 62 с.

3. ГОСТ 14846-81. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний. — М.: Изд-во стандартов, 1981. — 56 с.

4. Леонов, О.А. Технико-экономические основы метрологии, стандартизации и сертификации: учеб. пособие / О.А. Леонов, Н.Ж. Шкаруба, Г.Н. Темасова. — М.: Издат. центр ФГОУ ВПО МГАУ, 2004. — 236 с.

УДК 621.8.004.67:621.791.76/79 П.И. Бурак, канд. техн. наук

Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ПРИВАРКЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЛЕНТЫ ЧЕРЕЗ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ СЛОЙ

Электроконтактная приварка (ЭКП) является наиболее производительным и экономичным способом сварки, с помощью которой можно соединять между собой большинство известных металлов и сплавов. Основными ее преимуществами являются: концентрированное выделение тепла, вследствие его нагрев свариваемых металлов распространяется на сравнительно малую глубину; большая скорость нарастания температуры, которая позволяет соединять между собой металлы с резко различными теплофизическими свойствами; точное дозирование выделяемой энергии, обеспечивающее стабильность процесса; высокая производительность; универсальность; экологич-ность и благоприятные санитарно-производствен-ные условия и др.

Способ ЭКП металлических лент, называвшийся ранее контактным электроимпульсным покрытием, был разработан в 1954-1955 гг. в ГНУ ГОСНИТИ коллективом исследователей под руководством А.В. Поляченко, на основании предва-

рительно проведенных исследований ученые предложили использовать короткие импульсы тока для восстановления деталей [1]. Дальнейшие исследования в данном направлении проводились в Московском государственном агроинженерном университете имени В.П. Горячкина, Челябинском государственном агроинженерном университете, Башкирском государственном аграрном университете, Азово-Черноморской государственной аг-роинженерной академии и др.

В области ремонта сельскохозяйственной техники известны научные работы, в которых решены различные задачи с использованием электроконтактной приварки стальной ленты [2]. Однако при реализации данного способа возможно возникновение дефектов при формировании покрытия в виде микротрещин и трещин на поверхности покрытия, выплесков привариваемого слоя, недостаточной прочности соединения покрытия с основным металлом и других составляющих процесса.

Предупредить данные дефекты покрытий из металлических лент возможно путем их ЭКП через промежуточный слой, который может выполнять самые разнообразные функции: снижать химическую неоднородность в зоне соединения; снижать остаточные напряжения и устранять влияние различия в значениях коэффициента линейного теплового расширения свариваемых материалов; предотвращать их пластическую деформацию; существенно снижать основные параметры режима ЭКП (сварочное давление, сила тока и время импульса) при одновременном обеспечении высокой прочности соединений, что имеет наиболее важное значение [3].

Технологическая схема процесса формирования покрытий ЭКП металлической ленты через промежуточный слой существенно не отличается от существующих методов ЭКП, несмотря на их существенное различие, поэтому далее внимание будет уделено вопросам контролю, подготовки металлической ленты, промежуточного слоя и восстанавливаемой цилиндрической поверхности их ЭКП, а также качеству приваренного покрытия.

Покрытие — металлическая лента. Материал ленты выбирается с учетом требуемой твердости восстанавливаемого участка детали. Твердость поверхностного слоя зависит от химического

состава ленты, содержания углерода и легирующих элементов. Твердость приваренного слоя в зависимости от материала ленты представлена в табл. 1 [2].

Ведущими производителями в России металлических лент являются ОАО «Новосибирский металлургический завод имени Кузьмина», ОАО «Московский металлургический завод», ОАО «Электросталь», ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», Сталепрокатный завод «Петербургский завод прецизионных сплавов» и др. (табл. 2).

Широкая номенклатура предлагаемых материалов позволяет выбирать для ЭКП марку ленты, исходя из существующих рекомендаций на восстановление деталей машин сельскохозяйственной техники в зависимости от условий эксплуатации.

Таблица 1

Твердость приваренного слоя

Материал ленты Твердость, HRC

Сталь 20 20...30

Сталь 40 35...40

Сталь 45 40.45

Сталь 55 45.50

Сталь 40Х 50.55

Сталь 65Г 55.60

Таблица 2

Металлические ленты

Производитель Наименование и марка Толщина, мм

ОАО «НМЗ имени Кузьмина», г. Новосибирск Сталь 65Г, У7А, У8А, У8ГА, У10А, 9ХФ, 60С2А Сталь 15, 20, 25, 30-35, 40-45, 50 Ст1, Ст2 (кп, пс), 08 (кп, пс), 10 (кп, пс) Ст2, Ст3 (кп, пс, сп), 08 (кп, пс), 10 (кп, пс) Сталь 12Х18Н9, 12Х18Н10Т 0,5.3 0,5.3 0,5.1 0,4.1,5 0,8.1,5

ОАО «ММЗ», Москва Сталь 12Х13, 30Х13, 40Х13, 08Х13, 14Х13, 14Х17Н2, 08Х17Т 0,8.3

ОАО «Электросталь», Московская область, г. Электросталь Сталь 12Х17, 65Х13, 8Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н9, 12Х18Н10Т, 15Х18Н12С4ТЮ (ЭИ654), 09Х15Н8Ю, 15Х18Н12С4ТЮ (ЭИ654), 12Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 05Х18Н10Т, 04Х20Н10Г2Б (ЭП762) 0,1.2,0

ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», Челябинская область, г. Магнитогорск Сталь 08кп, 08пс, 08Ю, Ст0, Ст1-Ст3(кп, пс, сп), 08-20(кп, пс, сп), 25 0,6.3

ООО «СНИИТМАШСПЕЦМЕТ», Москва Медная М0Б Нихромовая Х20Н80 1,45 0,12.3,0

ЗАО «Мценскпрокат», Орловская область, г. Мценск МНМц3-12 (манганин), МНМц60-20-20, МНМц68-4-2, МНМцАЖ 3-12-0.3-0.3, НМЖМц28-2.5-1.5 0,1.0,5 х х 40.120

ОАО «Московский завод по обработке цветных металлов», Москва БрОФ, БрБ2, БрБНТ-1/9 0,21.1,0

Сталепрокатный завод «Петербургский завод прецизионных сплавов», г. Санкт-Петербург» Сталь 29НК, 47НД, 36Н, 47НХ, 42Н, 42НА-ВИ Сталь У8А, У10А, 65Г, 50ХФА, 60С2А,70С2ХА Сталь 60, 70, 65Г, У8А, У10А, 60С2А, 70С2ХА, 65Х13 0,1.2,0 0,1.2,0 0,1.2

ООО «Метаэкс», Москва Сталь 08кп, 15кп, 3421, 3422, 3423, 3425, 50ХФА, ст60, 65Г, ст70, ст75 Нет данных

Заготовки для восстановления шеек валов нарезают из металлических лент толщиной 0,5 мм. Ширину заготовок принимают равной ширине восстанавливаемого участка, а длину — его параметру, определяемому по формуле: Ь = (пБ) + 1 мм, где Б — диаметр восстанавливаемого участка, «+» — для деталей типа «вал», «—» — для отверстий. Зазор в месте стыка ленты более 0,2 мм не допускается.

Далее приготовленные заготовки из лент очищают от грязи, масел, оксидов и гидрооксидов механическими, химическими, вибрационными, ультразвуковыми, дробеструйными и другими методами, так как наличие загрязнений и окисных пленок в зоне соединения влечет за собой снижение прочностных и других характеристик соединяемых материалов [4].

Загрязнения жирового происхождения и смазка удаляются с поверхности деталей путем обезжиривания, т. е. погружения их в водные растворы щелочей, после чего во избежание коррозии должна следовать промывка в воде и сушка. Обезжиривание проводят до полного удаления жировых веществ. Для обезжиривания стали чаще всего используются горячие щелочные растворы, например 10 %-й раствор едкого натра при температуре 70.80 °С. Обезжиривание считается законченным, если поверхность деталей полностью смачивается водой. Для обезжиривания иногда применяют также органические растворители: бензин, четыреххлористый углерод, ацетон, трихлорэтилен.

Для удаления с поверхностей ленты оксидов и гидрооксидов наибольшее распространение получила пескоструйная обработка. При этом в качестве песка используются такие материалы, как песок, корунд, карборунд.

Поверхность лент, используемых для ЭКП, обычно содержит различные виды загрязнения:

1. Физические или механические загрязнения. К ним относятся пыль, ворсинки, абразивные частицы и др. Загрязнения химически не связаны с поверхностью или имеют очень слабое адгезионное взаимодействие.

2. Органическое загрязнение в виде адсорбированных тонких и толстых пленок. К ним следует отнести различные смазки, воск, парафин и др.

3. Загрязнения, растворимые в воде (соли, кислоты, щелочи и др.).

4. Химически связанные загрязнения. К ним относятся оксидные, нитридные, сульфидные и другие, а также более сложные соединения (гидрооксидные, оксинитридные и др.).

5. Газообразные загрязнения, адсорбированные поверхностью.

Таким образом, поверхность лент, используемых для восстановления, находится в состоянии термодинамического равновесия. Свободные свя-

зи поверхностных атомов насыщены химическими связями загрязнений. Необходимо активировать восстанавливаемую поверхность, т. е. вывести ее из состояния термодинамического равновесия. Для этого необходимо разорвать связи между поверхностными атомами твердого тела и инородными атомами, повысить энергию поверхностных атомов до уровня обеспечения их химического взаимодействия с частицами промежуточного слоя и основного материала. При электроконтактной приварке покрытий с активированной поверхностью необходимо учитывать быстрое снижение активированного состояния. Химическая адсорбция газов восстанавливает освободившиеся межатомные связи. Активация поверхности значительно усиливается при образовании в поверхностном слое ленты структурных дефектов. При этом не только возрастает энергия атомов, но и увеличивается скорость их диффузии в процессе их химического взаимодействия. Подготовку ленты следует проводить так, чтобы наряду с очисткой осуществлялась ее активация.

Предварительная пескоструйная подготовка поверхности, кроме того, увеличивает ее шероховатость. Шероховатая поверхность имеет большую площадь по сравнению с гладкой, что также увеличивает прочность соединения покрытий с поверхностью детали, шероховатость препятствует развитию касательных напряжений на границе лента—промежуточный слой.

На привариваемую поверхность ленты, подготовленную к ЭКП, не допускается попадание масла, пыли, влаги и образования на ней конденсата.

Промежуточный слой — металлический порошок. Порошки характеризуются размером частиц — средним либо предельными размерами фракции, типичные значения которых лежат в пределах 1.50 мкм. Они могут отличаться по форме и методу изготовления, а также зависят от фирмы-производителя. В настоящее время выпускается большое разнообразие металлических порошков, в том числе некоторые производители выпускают порошки специального назначения (табл. 3).

Одной из важнейших характеристик порошка, используемого в качестве промежуточного слоя при ЭКП, является содержание оксидов и прочих примесей, затрудняющих получение прочных соединений покрытий с основным металлом. Порошки одного и того же материала и одного и того же дисперсного состава, но от разных производителей и даже в зависимости от партии одного и того же производителя могут давать разные по качеству характеристики промежуточного слоя. Поэтому обязательной стадией является предварительная пробная ЭКП небольшого количества металлической

Металлические порошки

Предприятие Марка

ЗАО «СТАКС», Ростовская обл., г. Красный Сулин ПЖ, ПЖ2М, ПЖ3М

ОАО «Северсталь», Вологодская обл., г. Череповец ПЖР 2.450.26, ПЖР 2.200.26, ПЖР 3.200.26, ПЖР 3.450

ОАО «Тулачермет», г. Тула ПР-НХ13СР, ПР-НХ15СР2, ПР-НХ16СР3, ПР-НХ17СР4, ПР-ФБХ6-2, ПР-Х17Г8М5, ПР-Бр08

ОАО «ПОЛЕМА», г. Тула ПГ-УС25, ПР-ЧН15Д7, ПР-Х18Н9, ПР-НЮ5, ПВ-Х25Ю6, ПВ-Н70Ю30, ПКХ25Н10Ю10, ПР-БрАМц9-2 и др.

Обнинский центр порошкового напыления, Калужская обл., г. Обнинск N3-00-02, С-01-01, К-00-04-16 и др.

ленты с выбранным промежуточным слоем из металлического порошка либо тестирование нескольких порошков интересующего состава, но отличающихся по тем признакам.

Промежуточный слой — аморфная лента, новый класс материалов, обладающих высокими физико-механическими и химическими свойствами (табл. 4).

Заготовки из аморфных лент для промежуточного слоя вырезают по аналогии с металлическими лентами.

Подготовка восстанавливаемой цилиндрической детали для ЭКП включает в себя правку центровых фасок на токарном станке центровой зенковкой или резцом, шлифовании шеек на кругло-шлифовальном станке до диаметра шеек меньше номинального на 0,3 мм и чистоты поверхности не ниже 7-го класса (Ка ~ 1,6 мм), мойку и сушку.

Материалы для восстановления деталей ЭКП существенно отличаются друг от друга по составу и физико-химическим свойствам, поэтому они требуют различного подхода при решении задач, связанных с ЭКП, выбором режимов ЭКП.

Электроконтактная приварка лент из углеродистой и низколегированной стали из-за их дешевизны широко используется в технологических процессах восстановления деталей из углеродистой стали и чугуна, не подверженных ударным и вибрационным нагрузкам, производится через промежуточный слой из порошка на основе высокопрочного или пластичного модифицированного чугуна, а также через промежуточный слой из аморфной ленты на медной основе.

Таблица 3 Электроконтактная привар-

ка лент из высоколегированной конструкционной и нержавеющей стали производится через высокоактивные промежуточные слои из порошков или аморфных лент на основе никеля, так как легирующие элементы, например хром, образуют на поверхности стали химически устойчивые оксидные пленки, состоящие в значительной части из окислов хрома. Кроме того, нагрев нержавеющей аустенитной стали до температуры 500.700 °С делает ее склонной к ин-теркристаллитной коррозии, а высоколегированной стали — к снижению ее механических свойств.

Основными требованиями при ЭКП металлической ленты через промежуточный слой являются соблюдение величины промежуточного слоя из металлического порошка или аморфной ленты, которая должна не превышать 75 мкм (оптимально 5.50 мкм) [5], что позволяет получать максимальную прочность соединения покрытия с основным металлом.

Контроль качества покрытия восстановленной детали является необходимым элементом технологии, обеспечивающим ее надежность в условиях эксплуатации. Многофакторность процесса ЭКП обусловливает его чувствительность к отклонениям в режиме и повышает значимость элемента контроля качества покрытия.

Существующие методы контроля делятся на неразрушающие и разрушающие. К числу неразрушающихся относятся контроль внешнего вида, измерение толщины и шероховатости покрытия, определение износостойкости, а также некоторые способы оценки прочности соединения покрытия с основой. Контроль покрытий должен осущест-

Таблица 4

Аморфные ленты

Производитель Наименование Толщина, мкм

МИФИ-АМЕТО, Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва СТЕМЕТ: на основе меди — 1101 на основе титана — 1201, 1202 на основе циркония — 1409 на основе никеля — 1301, 1311 30.50 40.60 40.60 До...60

Научно-производственное предприятие ГАММАМЕТ, г. Екатеринбург СПАЙМЕТ: на основе меди — СМ701; СМ710; на основе никеля — СМ610; СМ621 20.50

ОАО МСТАТОР, Новгородская область, г. Боровичи АМАГ 15.30

Показатель

Внешний вид

Шероховатость

Минимальная толщина

Прочность соединения

Коррозионная стойкость

вляться на восстановленных деталях или образцах-свидетелях, изготовленных из того же материала, при тех же параметрах технологического процесса подготовки поверхности и ЭКП покрытия, что и контролируемое изделие. Регулярность контроля и номенклатура контролируемых показателей устанавливаются в технологической документации на деталь с покрытием.

Контроль внешнего вида осуществляется путем осмотра с целью установления наличия или отсутствия трещин, сколов или отслоений покрытия. Для более тщательного осмотра применяют лупы с увеличением до 10 и более.

Геометрические размеры детали с покрытием замеряют общим мерительным инструментом. Толщина покрытия может быть определена как разница между поперечными размерами детали с покрытием и без него, а также прямым определением с помощью толщиномеров различных классов. Толщина покрытия в любой измеряемой точке должна быть не менее минимальной толщины, установленной в нормативной технической документации на восстановление детали с учетом абсолютной погрешности измерения. При применении образцов-свидетелей в качестве контролируемого метода измерения толщины может использоваться металлографический метод. Толщину покрытия определяют на поперечном шлифе при 200-кратном увеличении с помощью металлографических микроскопов различных типов. Изготовление и подготовка шлифов производится по ГОСТ 9.302—79. Производят не менее пяти измерений по наибольшим выступам профиля слоя покрытия по всей длине шлифа. Толщина покрытия равна среднему арифметическому пяти измерений. При этом толщина покрытия в любой измеряемой точке не должна быть меньше минимальной, установленной технической документацией.

Шероховатость покрытия в сравнении с эталоном служит показателем соблюдения установленного технологического режима. Ее определяют с помощью профилографа-профилометра «Калибр» или аналогичными приборами.

Качественную оценку прочности соединения покрытия с основным металлом в производственных условиях определяют путем шлифования приваренного слоя металлопокрытия на образцах или контрольных деталях. На деталях после шлифования должен остаться слой толщиной 0,015.0,02 мм. Если отшелушивание слоя не наблюдается или захватывает не более 5 % площади, то можно считать,

Таблица 5

Требования к покрытиям

Требования

Покрытие должно быть сплошным, однородного цвета, без трещин, отслоений (вздутий), следов местной коррозии

Шероховатость покрытия должна быть не более 80.100 мкм по ГОСТ 2789-73 Минимальная толщина покрытия устанавливается в зависимости от назначения покрытия, условий эксплуатации

Покрытие должно быть прочно соединено с основным металлом и не отслаиваться

Покрытие должно быть коррозионно-стойким в условиях эксплуатации, для которых оно предназначено

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

что соединение покрытия с основным материалом достаточное [1].

Твердость восстановленных поверхностей контролируют на твердомере типа Роквелл или Викерс с нагрузкой 50 Н.

Испытания на коррозионную стойкость проводят в эксплуатационных условиях по ГОСТ 9.909-86 или по специальным методикам ускоренных испытаний.

Комплекс методик используют главным образом в период отработки технологии ЭКП покрытий. После установления оптимальных режимов выполнения всех операций контроль качества восстановления детали осуществляется косвенно путем организации неоперационного, текущего контроля за соблюдением этих режимов, включая всю технологическую цепочку от очистки поверхности до дополнительной отработки приваренного слоя.

Покрытия, полученные в процессе восстановления детали ЭКП, должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 5.

Технологический процесс восстановления цилиндрических деталей ЭКП приваркой металлической ленты с использованием промежуточного слоя апробирован при восстановлении втулок уплотни-тельного устройства консольных и грунтовых насосов в ООО «Фирма "Крот"»; толкателей гомогенизаторов, насосов молока — в ООО «АСТ-Колхоз "Клинский"»; опорных шейках распределительных валов ДВС — ЗМЗ, ВАЗ, Д-245, ЯаЪ-МАК и других в ООО «Механика»; роторов дробилок спеков — в ФГУП «Алексинский опытный механический завод». По результатам испытаний отмечено, что ресурс восстановленных деталей находится на уровне новых.

Список литературы

1. Поляченко, А.В. Увеличение долговечности восстановленных деталей контактной приваркой износостойких покрытий в условиях сельскохозяйственных

ремонтных предприятий: дис. ... доктора техн. наук: 05.20.03, 05.04.05 / Поляченко Анатолий Васильевич. — М., 1984. — 468 с.

2. Рекомендации по восстановлению деталей типа «вал» контактной приваркой металлической ленты. — М.: Изд-во ГОСНИТИ, 1977. — 28 с.

3. Бурак, П.И. Снижение остаточных напряжений в покрытии при восстановлении деталей электроконтатк-ной приваркой / П.И. Бурак, Р.А. Латыпов, Д.В. Дубро-

вин // Ремонт, восстановление, модернизация. — 2005. — № 1. — С. 20-23.

4. Гарбер, М.И. Прогрессивные методы подготовки поверхности / М.И. Гарбер // Журн. Всесоюз. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева. — 1980.- Т. 25. — № 2. — С. 23-28.

5. Пат. 2385207 РФ, МПК В 23К 11/06. Способ электроконтактной приварки биметаллической ленты / П.И. Бурак, Р.А. Латыпов. — № 2008141458/02; заявл. 21.10.08; опубл. 27.03.10, Бюл. № 9. — 6 с.

УДК 389:631.3.004.67 А.Р. Журавлёва

Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина

ОБОСНОВАНИЕ КОЛИЧЕСТВА ИЗМЕРЕНИИ ПРИ КОНТРОЛЕ КАЧЕСТВА ДИАМЕТРОВ КОРЕННЫХ И ШАТУННЫХ ОПОР ДВИГАТЕЛЯ ЯМЗ-238

Выбор средств измерения для обеспечения необходимой точности измерения — комплексная задача, проводят ее в соответствии с требованиями ГОСТ 8.051-81 и РД 50-98-86.

Согласно документам конкретное средство измерения выбирают таким образом, чтобы предельная погрешность измерения ДИш не превышала установленную допускаемую погрешность измерения 6ШМ, т. е.

АИш < бизм. (1)

Исходными данными для выбора средств измерений являются указанные в конструкторской (технологической) документации наименьшие и наибольшие размеры физической величины или допуск.

Точностные параметры контролируемых параметров — шатунные и коренные опоры двигателя ЯМЗ-238 представлены в табл. 1 [4].

В технических требованиях на капитальный ремонт двигателя ЯМЗ-238 для контроля шатунных и коренных опор предлагается нутромер микрометрический НМ 175, но он не удовлетворяет условию выбора средств измерений, так как допускаемая погрешность измерения значительно меньше предельной погрешности средств измерений.

Таблица 1

Точностные параметры шатунных и коренных опор двигателей ЯМЗ-238

Параметр Номинальный размер с отклонениями Допуск, мм Допускаемая погрешность, мм

Коренная опора , 10+0,132 1 +0,108 0,024 0,0066

Шатунная опора oo+0,111 +0,076 0,035 0,01

Метрологические характеристики более точных средств измерений представлены в табл. 2.

Средства измерений, предложенные в технических требованиях на капитальный ремонт двигателя ЯМЗ-238 для измерения коренных и шатунных опор и рассматриваемые автором статьи, за исключением электронной пробки ЦД3М с позиции допускаемой погрешности, применить нельзя, но можно использовать методику уменьшения погрешности путем применения многократных измерений. Если провести измерения одного и того же размера несколько раз и определить среднее арифметическое значение, то предельная погрешность среднего арифметического значения будет меньше Alim в yfn раз:

А lim

Аlimn = ±- г , n

(2)

где А Ишп — погрешность среднего арифметического значения измеряемой величины.

Необходимая кратность измерений определяется по формуле

n =

А2 lim

52

(3)

В табл. 3 приведен анализ влияния числа измерений на годовые потери от неправильного за-браковывания и принятия шатунных и коренных опор при программе производства 500 деталей в год.

Из проведенного анализа видно, что с увеличением числа измерений количество неправильно принятых и забракованных коренных и шатунных опор уменьшается и, следовательно, снижаются годовые потери от неправильного забраковывания и принятия деталей: чем более точное средство измерения, тем меньшее количество измерений необходимо производить. Электронная пробка ЦД3М удовлетворяет условию (1) [1], поэтому с ее помо-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.