CC BY
8ТЕХНИЧЕСКИЙ СЕРВИС В АПК И ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УДК 621.225:621.9.048.4.004.67
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТАРЕЛКИ ГИДРОМОТОРА ЭЛЕКТРОИСКРОВОЙ ОБРАБОТКОЙ
И.С. Кузнецов, Т.С. Прокошина
ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина»
Аннотация. В статье описана технология восстановления тарелки гидромотора толстостенным многослойным электроискровым покрытием. В процессе предварительных исследований на изношенные участки рабочей поверхности тарелки наносилось толстостенное восстанавливающее покрытие электродом из инструментальной стали У9 с последующим оплавлением неплавящимся электродом ШЬ-15 диаметром 2,4 мм. Электроискровая обработка корпуса производилась на установке марки БИГ-4. Исследования износной информации показали, что максимальные значения глубины раковин рабочей поверхности находятся в пределах от 1,0 до 1,12 мм. Рабочая поверхность имеет максимальный линейный износ 80 мкм. Износ опоры составляет 100 мкм. Бобышки экспериментального образца износа не имели. Основываясь на исследованиях износной информации предложена, технология восстановления, включающая в себя следующие операции: очистку, дефектацию, подготовку поверхности под нанесение толстенного электроискрового покрытия; электроискровую обработку, шлифование. При восстановлении тарелки электроискровое покрытие наносилось в несколько проходов. Количество проходов определялось величиной износа. Первым проходом наносилось покрытие электродом диаметром 3,5 мм. Вторым проходом наносилось покрытие электродом диаметром 1,5 мм. Третьим проходом производилось оплавление. Количество проходов определялось режимами нанесения и припуском на последующую механическую обработку.
Ключевые слова: гидромотор, тарелка, износ, электроискровая обработка, электроискровое покрытие.
Введение. В настоящее время в современных сельскохозяйственных машинах используется большое количество
гидравлического оборудования. Одними из наиболее дорогостоящих узлов гидравлических систем машин являются гидромоторы. Существуют большое количество типов и видов гидромоторов. Часто изнашиваемой деталью, лимитирующей ресурс гидромотора, является тарелка. Тарелка гидромотора имеет различные дефекты, в частности: износ бабышек, износ рабочей поверхности, кавитационный износ. Рабочая поверхность подвергается механическому и квитанционному изнашиванию.
В настоящее время существует достаточно много перспективных способов восстановления деталей гидромоторов. Один из таких методов, в значительной мере лишённый многих недостатков и получающий в последнее время все более широкое распространение, является электроискровая обработка (ЭИО) [1]. Этот способ является наилучшим для восстановления деталей в условиях небольших ремонтных мастерских. При помощи ЭИО можно получать покрытия толщиной от 5 до 500 мкм. Теоретические и экспериментальные положения ЭИО достаточно полно показаны в работах [2-25].
Материалы и методы исследования.
Для проведения научных исследований был выбран гидромотор установки горизонтального направленного бурения Vermeer Navigator. Эскиз гидромотора представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Эскиз гидромотора Гидромотор состоит из крышки 1, корпусов 2 и 3, вала 4, тарелки 5, сепаратора 6, стакана 7, обоймы 8, плунжера 9, подшипника 10. Работает гидромотор следующим образом. Качающий узел гидромотора обеспечивает переход возвратно-поступательного движения плунжеров 9 во вращательное движение вала. Тарелка 5 качающего узла имеет две бобышки для установки в корпус 1, отверстие для вала гидромотора, рабочую плоскость для подшипника
скольжения, который установлен на обойме плунжерной группы. Под давлением масла плунжеры воздействуют на качающий узел через упорный подшипник скольжения и он совместно с рамой поворачивается на своих бобышках, позволяя валу совершать вращательное движение, сообщаемое ему плунжерами. Кольцо 10 упирается в тарелку 5 и в процессе эксплуатации изнашивает её. Для снижения интенсивности изнашивания тарелки 5 рабочую поверхность подвергают термообработки. Но несмотря на это в процессе эксплуатации из-за не качественных смазочных материалов на рабочей поверхности появляются следы износа в виде раковин и каверн (рисунок 2). В процессе исследований износ тарелки измеряли индикатором ИЧ 10 ГОСТ 577-68 и микрометром МК 25 6507-90.
3 1 4 2
Рисунок 2 - Изношенная тарелка гидромотора: 1 - каверна на рабочей поверхности; 2 - линейный износ рабочей поверхности; 3 -износ опоры; 4 - износ бабышек
Электроискровую обработку корпуса осуществляли установкой марки БИГ-4. Материал электрода для нанесения электроискровых покрытие выбирали по результатам испытаний на износостойкость [13], а также с учетом рекомендаций работы [6]. Нанесение покрытия осуществляли в ручном режиме работы установки, послойно, электродами из стали У9 диаметром 1,5 и 3,5 мм до образования максимальной сплошности покрытий. Последующее оплавление покрытия осуществляли не плавящимся электродом WL-15 диаметром 2,4 мм.
Результаты исследований. Исследования износной информации показали, что максимальные значения глубины раковин
рабочей поверхности находилось в интервале от 1,0 до 1,12 мм. Рабочая поверхность имела максимальный линейный износ 80 мкм. Износ опоры составлял 100 мкм. Бабышки экспериментального образца износа не имели.
Основываясь на исследовании износной информации предлагается технология восстановления, включающая в себя следующие операции: очистку, дефектацию, подготовку поверхности под нанесение электроискрового покрытия; электроискровую обработку, шлифование. Электроискровое покрытие наносится в несколько проходов. Количество проходов определяется величиной износа поверхности. Первым проходом наносится покрытие электродом диаметром 3,5 мм. Вторым проходом наносится покрытие электродом диаметром 1,5 мм на те участки поверхности, которые имеют покрытие наименьшей толщины, что способствует увеличению сплошности и толщины многослойного покрытия. Третьим проходом производится оплавление. Количество проходов определялось режимами нанесения и необходимой толщиной с учетом припуска на последующую механическую обработку (100...150 мкм) (Рисунок 3).
Вывод. Разработанная технология позволит восстанавливать рабочие поверхности тарелки гидромоторов, что позволит существенно снизить себестоимость ремонта одного из самых дорогостоящих узлов гидравлических систем._
Рисунок 3 - Многослойное электроискровое покрытие
Список использованных источников:
1. Земсков A.M., Ионов П.А., Сенин П.В. Повышение долговечности объемного гидропривода (на примере ГСТ-112) // Технология колесных и гусеничных машин. 2015. № 4. С. 21-26.
2. Логинов Н.Ю. Исследование трибологических характеристик образцов с покрытием, нанесенным электроискровым методом // Упрочняющие технологии и покрытия. 2017. Т. 13. № 2 (146). С. 67-70.
3. Агеев Е.В., Алтухов А.Ю., Карпенко В.Ю. Исследование интенсивности износа электроискровых покрытий, полученных
электродами из электроэрозионной быстрорежущей стали // В сборнике: Инновации, качество и сервис в технике и технологиях Сборник научных трудов 6-ой Международной научно-практической конференции. Горохов A.A. (отв. ред.). 2016. С. 14-19.
4. Коротаев Д.Н., Иванова Е.В. Математическое моделирование структурно-энергетического состояния поверхности при электроискровом легировании // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2017. Т. 7. № 3 (24). С. 42-47.
5. Коротаев Д.Н., Иванова Е.В. Особенности формирования функциональных покрытий при электроискровом модифицировании металлических материалов // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. 2017. № 3 (55). С. 62-68.
6. Величко С.А., Сенин П.В., Иванов В.И., Чумаков П.В. Формирование толстослойных электроискровых покрытий для восстановления изношенных деталей силовых гидроцилиндров // Электронная обработка материалов. 2016. Т. 52. № 5. С. 13-20.
7. Коломейченко A.B., Павлов В.З., Кузнецов И.С. О движении заряженных частиц между электродами при электроискровой обработке // Труды ГОСНИТИ. 2012. Т. 110. Ч 2. С. 128-134.
8. Коломейченко A.B., Павлов В.З., Кузнецов И.С. Определение скорости дрейфа заряженных частиц между электродами при электроискровой обработке // Мир транспорта и технологических машин. 2012. № 2. С. 24-30.
9. Кузнецов И.С., Павлов В.З., Коломейченко A.B. Расчет размера искровых разрядов при электроискровой обработке деталей сельскохозяйственных машин // Russian Journal of Agricultural and SocioEconomic Sciences. 2012. T. 7. № 7. C. 13-15.
10. Коломейченко A.B., Павлов B.3., Кузнецов И.С. Оценка размера искровых разрядов между электродами при электроискровой обработке деталей // Труды ГОСНИТИ. 2013. Т. 112. № 1. С. 75-79.
11. Коломейченко A.B., Павлов В.З., Кузнецов И.С. Оценка мощности поверхностных тепловых источников, возникающих при электроискровой обработке деталей машин // Труды ГОСНИТИ. 2013. Т. 112. № 2. С. 143-149.
12. Коломейченко A.B., Кузнецов И.С. Структура электроискровых покрытий из аморфных и нанокристаллических сплавов // Труды ГОСНИТИ. 2014. Т. 115. С. 161-166.
13. Kolomeichenko A.V., Kuznetsov I.S. Tribotechnical properties the electrospark coating of amorphous and nanocrystalline alloys based on iron // Friction and wear. 2014. Vol. 35. No. 6. P. 501-504.
14. Павлов B.3., Коломейченко A.B., Кузнецов И.С. Оценочные показатели электроискровой обработки при упрочнении и восстановлении
деталей: скорость дрейфа заряженных частиц // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 7. С. 52-54.
15. Коломейченко A.B., Кузнецов И.С., Кравченко И.Н. Исследования толщины и микротвердости электроискровых покрытий из аморфных и нанокристаллических сплавов // Сварочное производство. 2014. № 10. С. 36-39.
16. Коломейченко A.B., Кузнецов И.С. Определение рационального времени электроискровой обработки пальцев жаток зерноуборочных комбайнов электродом из аморфного сплава марки 84КХСР // Труды ГОСНИТИ. 2016. Т. 124. № 3. С. 35-39.
17. Хромов В.Н., Кузнецов И.С., Петрашов A.C. Электроискровая обработка поверхностей деталей как способ получения износостойких покрытий из объёмных наноструктурированных частиц // Упрочняющие технологии и покрытия. 2009. № 4. С. 23-26.
18. Коломейченко A.B., Кузнецов И. С. Результаты эксплуатационных испытаний деталей режущего аппарата зерноуборочных машин, упрочненных электроискровой обработкой электродом из аморфного сплава 84КХСР // Труды ГОСНИТИ. 2013. Т. 111. № 1. С. 91-95.
19. Хромов В.Н., Кузнецов И.С., Петрашов A.C. Электроискровая обработка поверхностей деталей для создания износостойких объёмных наноструктурированных покрытий на режущих деталях сельхозтехники // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2009. Т. 16. № 1. С. 6-8.
20. Кузнецов И. С. Электроискровая обработка электродами из аморфных и нанокристаллических сплавов режущих деталей // Труды ГОСНИТИ. 2011. Т. 108. С. 230-233.
21. Кузнецов И.С., Прокошина Т.С. Повышение износостойкости пальцев жаток зерноуборочных машин // В сборнике: Энергосберегающие технологии и техника в сфере АПК Сборник материалов к Межрегиональной выставке-конференции. 2011. С. 192-196.
22. Кузнецов И. С. Электроискровая технология упрочнения деталей режущего аппарата жаток электродами из аморфных и нанокристаллических сплавов: автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.20.03 / Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева. Саранск, 2013.
23. Кузнецов И.С., Прокошина Т.С. Анализ состояния изношенных пальцев жаток современных зерноуборочных комбайнов // Агротехника и энергообеспечение. 2017. Т. 2. № 14 (1). С. 5-11.
24. Кузнецов И. С. Расчетная оценка сопротивления искрового канала при электроискровой обработке // Упрочняющие технологии и покрытия. 2016. № 8 (140). С. 26-29.
25. Кузнецов И.С., Коломейченко A.B., Малинин В.Г. Восстановление посадочных мест под подшипники электроискровой
обработкой // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2017. № 8. С. 20-22.
Кузнецов Иван Сергеевич, кандидат технических наук, доцент Прокошина Татьяна Сергеевна, кандидат технических наук, старший преподаватель Ivan-654@yandex.ru. Россия, Орел, ФГБОУВО Орловский Государственный Аграрный Университет имени Н.В. Парахина
RECOVERY OF THE HYDRAULIC MOTOR PLATE BY ELECTRIC SPARK TREATMENT I.S. Kuznetsov, T.S. Prokoshina
Abstract. The article describes the technology for the recovery of a hydraulic motor plate with a thick-walled multi-layer electric spark coating. In the course of preliminary studies, a thick-walled restoration coating was applied to the worn sections of the working surface of the plate with an electrode made of U9 tool steel, followed by reflow by a non-consumable electrode WL-15 with a diameter of 2.4 mm. Electric spark treatment of the hull was carried out on the BIG-4 brand. Studies of wear information showed that the maximum depths of the shells of the working surface are in the range from 1.0 to 1.12 mm. The working surface has a maximum linear wear of 80 дт. Depreciation of the support is 100 дт. The bosses of the experimental sample did not have any wear. Based on studies of worn information, a restoration technique is proposed, which includes the following operations: cleaning, defecting, preparing the surface for applying a thick electric spark coating; electric spark machining, grinding. When the plate was restored, the electric spark coating was applied in several passes. The number of passes was determined by the amount of wear. The first pass was coated with an electrode with a diameter of 3.5 mm. The second pass was coated with an electrode with a diameter of 1.5 mm. The third pass was a reflow. The number of passes was determined by the application modes and the allowance for subsequent machining.
Key words: hydraulic motor, plate, wear, electric spark treatment, electric spark coating.
Kuznetsov Ivan Sergeevich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Prokoshina Tatyana Sergeevna, Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer
Ivan-654@yandex.ru. Russia, Orel, FSBEI HE Orel State Agrarian University named after N. V. Parakhin
