РАЗДЕЛ 2
МЕТОДОЛОГИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Методология исследований
Основные оценочные критерии, позволившие прогнозировать и обеспечить повышение эксплуатационных свойств покрытия, разрабатывали на основе анализа его прочности сцепления с подложкой, величины износа, изучения механизма его формирования. Выбор деталей для восстановления нанесением покрытий осуществляли по экспериментальным исследованиям большой номенклатуры машин. При этом детали сгруппировали по форме, размерам и весу. Оценили величину износа.
Для получения сведений о возможности применения данного покрытия для восстановления деталей сельскохозяйственной техники, работающих в условиях сложных знакопеременных нагрузок и повышенных температур, использовали априорные данные и результаты собственных экспериментальных исследований.
Прочность сцепления материала покрытия с подложкой и величину износа изучали на основании результатов экспериментов, моделированных с учетом минимального расхождения испытаний в лабораторных условиях от имеющих место при эксплуатации.
Поиск наиболее достоверных и оптимальных оценочных критериев свойств, обеспечивающих требуемые характеристики наиболее нагруженных и дорогостоящих деталей сельскохозяйственных машин, управления их качеством, привел к рассмотрению известных и новых зависимостей, связывающих полноту протекания диффузионных процессов при нанесении покрытий, с прочностью сцепления этого слоя с основой при использовании водородно-кислородного пламени. Выполнены теоретические исследования по оценке температурных полей при применении такого источника нагрева. Это послужило основанием для реконструкции установки, которая бы обеспечила необходимые параметры для выполнения стабильного процесса нанесения покрытия заданного качества.
Методология исследований и последовательность проведения экспериментов, теоретических оценок для решения поставленных задач и достижения цели работы приведена на рис. 2.1.
Структурно-логическая схема исследований
2.2 Определение типа и номенклатуры деталей, подлежащих восстановлению газопламенным напылением с использованием водородно-кислородного пламени
Ресурс большинства машин зависит от относительно небольшого количества деталей. Это позволяет определить номенклатуру и планировать объёмы их восстановления, разрабатывать, выпускать и внедрять специальное оборудование, создавать и развивать специализированное производство, наращивать объёмы и расширять номенклатуру восстановления изношенных деталей.
Технология газопламенного напыления при восстановлении деталей разрабатывается в соответствии с их характеристикой и предъявляемыми требованиями к эксплуатации. Прежде всего, необходимо обладать информацией об исходном состоянии деталей и типе повреждений при эксплуатации (дефектах и их повторяемости, величине износа, поведении материала на поверхности трения), конструктивных параметрах деталей, определяющих типоразмеры и возможность их использования в сопряжении, а также применяемого оборудования. Важными являются и выходные показатели качества, которыми должны обладать детали (твёрдость, прочность, износостойкость, шероховатость поверхности).
Для определения области целесообразного использования технологии восстановления деталей методом газопламенного напыления провели исследования более 500 наименований деталей сельскохозяйственной техники [93]. В ходе исследований анализировали чертежи деталей, а также технологические карты на традиционные методы восстановления, технические требования на капитальный ремонт машин. Исследования проводили путём микрометража и дефектации деталей и анализа особенностей изнашивания поверхностей трения.
Значения и пределы изменения размерно-точностных характеристик деталей тракторов, комбайнов, автомобилей, сельскохозяйственных машин применительно к наиболее массовым группам приведены в табл. 2.1
Разработку технологии восстановления деталей осуществляли в следующей последовательности:
Таблица 2.1
Значение параметров деталей, подлежащих восстановлению нанесением покрытий, компенсирующих износ
Группа деталейМасса детали, кгГабаритные размерыНаружные посадочные поверхностиВнутренние посадочные поверхностиДиаметр вспомогательных отверстий, ммДопустимый износ поверхностиТочность восстанавливаемых поверхностей, квалитетЗначение параметра шероховатости,
мкмШирина(диаметр),ммДлина,
ммДиаметр,ммДлина, ммДиаметр, ммДлина, ммНаружных, ммВнутренних, ммДетали с внешними цилиндрическими поверхностями
(первая группа)0,17-17,315-300100-160015-14010-4308-500,02-0,87-110,25-0,4Детали с внутренними цилиндрическими поверхностями
(вторая группа)0,37-5170-51830-20052-5008-15035-20510-1008,5-300,015-0,80,015-0,867-120,25-0,40Корпусные детали
(третья группа)8,4-231,6109-527340-161450-29810-15010-500,03-0,237-100,40Торцевые плоские поверхности
(четвёртая группа)0,3-5,025-25850-5508-500,1-3,00,03-2,157-140,8-6,3
- классификация деталей, подлежащих восстановлению, объединение деталей в четыре группы, предварительный выбор типовых представителей;
- количественная характеристика групп деталей, определение объёмов восстановления;
- анализ повторяемости дефектов, установление целесообразности устранения всех дефектов, особенно, имеющих малую повторяемость и, требующих специальных методов восстановления или оборудования;
- выбор наиболее эффективного метода восстановления детали с учетом величины износа и припуска на механическую обработку. При этом целесообразно ориентироваться на имеющееся у предприятия оборудование или недорогое, которое реально можно приобрести или изготовить;
- установление технологических баз, обеспечивающих точность и надежность базирования при восстановлении. Как правило, используются в качестве баз наименее изношенные поверхности или те, что применялись при изготовлении деталей;
-