Пояснювальна записка до магістерської кваліфікаційної роботи на тему: т ехнологічні засади підвищення якості відновлення робочих поверхонь корпусу гідроциліндра ц-100


РОЗДІЛ 1. СУЧАСНИЙ СТАН НАУКОВОЇ ПРОБЛЕМИ І ШЛЯХИ ЇЇ ВИРІШЕННЯ



Сторінка2/17
Дата конвертації16.03.2017
Розмір2.8 Mb.
ТипПояснювальна записка
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

РОЗДІЛ 1. СУЧАСНИЙ СТАН НАУКОВОЇ ПРОБЛЕМИ І ШЛЯХИ ЇЇ ВИРІШЕННЯ





    1. Аналіз сучасного стану технологічного процесу відновлення деталей типу корпус гідроциліндра Ц-100


Основним способом відновлення зношених корпусів гідроциліндрів є розточування під ремонтний розмір, що тягне за собою зниження твердості внутрішньої поверхні і необхідність організації виробництва поршнів і поршневих кілець ремонтного розміру.

Способи відновлення корпусів гідроциліндрів в номінальний розмір не знайшли широкого застосування внаслідок того, що не відповідають вимогам стандарту щодо якості і мають високу собівартість.

Тому, розробка технологічного процесу відновлення корпусів гідроциліндрів в номінальний розмір, що відповідають вимогам стандартів, є актуальним завданням ремонтного виробництва.

Встановлено, що основним дефектом корпусів гідроциліндрів, які відпрацювали міжремонтний ресурс, є знос внутрішньої поверхні.

Зношування внутрішньої поверхні корпусу гідроциліндра є складним триступінчатим процесом, що включає в себе адгезію, корозію і абразивний знос.

Тріщини, відколи, забоїни і задираки корпусів гідроциліндрів є результатом неправильного складання або розбирання двигунів, зберігання або транспортування ремфонду, а також аварійним станом целіндро-поршневої групи. Такі корпуси стовідсотково бракуються.

Найбільше зношування корпусів гідроциліндрів, як правило, знаходиться в перетині, що відповідає положенню в мертвій точці і є визначальним з точки зору ремонтопридатності.

Геометричні параметри та хімічний склад корпусів гідроциліндрів за хімічним складом та розмірами корпусу незначно відрізняються один від одного і являють собою тонкостінні порожнисті циліндри змінного перерізу.

Відносна товщина стінки корпусу гідроциліндра [1].
(1.1)
де D і d відповідно зовнішній і внутрішній діаметри гільзи циліндра
В даний час розроблено декілька способів відновлення і зміцнення внутрішньої поверхні корпусів гідроциліндрів, які за своєю технологією діляться на розточування під ремонтний розмір і відновлення до номінального розміру.

Для відновлення корпусів гідроциліндрів у номінальної розмір застосовуються такі способи: металізація, гальванічні способи, запресовування зносостійких пластин, наплавлення на внутрішню поверхню зносостійких порошків, відновлення нагріванням і т. д.

Основними характерними недоліками наведених вище способів, внаслідок яких вони не отримали широкого поширення в ремонтному виробництві, є:

металізація – низька адгезійна міцність, використання дорогих матеріалів, складність мехобработки і високий рівень шуму;

осталювання – низька зносостійкість, складність механо-обробки, висока трудомісткість;

хромування – низька продуктивність, висока вартість процесу, недостатня змочуваність і припрацювання поверхні;

пластинування – висока ступінь точності всіх операцій, підвищений знос поршневих кілець і угар масла, порушення теплообміну в стінках гільзи;

центробіжне напікання – значні деформації, висока вартість матеріалів, складність механо обробки.

Крім того, практично всі ці способи негативно впливають на екологію.

З відомих способів відновлення корпусів гідроциліндрів найбільш перспективним є спосіб термопластичного деформування.

Перевагами цього способу є: простота технології, мінімальний припуск на мехобработку, висока продуктивність і екологічна чистота процесу.

Але даний спосіб вимагає додаткових досліджень в частині керованості процесу обтиску, отримання необхідної усадки за один прохід і підвищення знасостійкості до рівня нової гільзи.

Всі способи можна розділити на два типи: ТПД корпусів гідроциліндрів в жорсткій охолоджуваній матриці (рисунок 1. г, д) і без матриці, (малюнок 1. а, б, в).

Порівнюючи способи обтиснення корпусів без матриці, бачимо, що вони відрізняються один від одного взаємним розташуванням індуктора і охолоджуючого спрейера щодо корпусу.

Обтиснення корпусу відбувається при безперервно-послідовному швидкому нагріванні і охолодженні локального кільця всієї її ділянки, в результаті дії високого рухомого градієнта температури (ГТ).

Взаємне розташування і рух індуктора і спрейера щодо відновлюваної гільзи безпосередньо впливають на величину деформації і викривлення деталі, зміну її мікроструктури, твердості поверхні, характеру і значення залишкових напружень, утворення тріщин, продуктивність процесу і собівартість відновлення.

До загальних недоліків способів ТПД без матриці слід віднести високі знакозмінні напруження, що виникають при нагріванні – охолодженні, які сприяють утворенню тріщин, і залишкової напруги, що викликають деформацію гільзи.

Кожен з цих способів має свої конструктивні переваги і недоліки, але спосіб обтиснення гільзи в матриці має значні переваги порівняно зі способами відновлення гільз без матриці, в тому числі:

- досягається найбільша усадка гільз за один цикл Ur = 07...1,1 мм;

- відсутність значних залишкових напружень, викривлення і тріщин;

- висока точність геометрії внутрішньої поверхні гільзи (відхилення від циліндричності не більше 0,1 мм;)

а) б) в)


Рисунок 1.1 – Без матриці, а) – індуктор і спрейер розташовані зовні гільзи, б) – індуктор і спрейер розташовані всередині гільзи, в) - індуктор розташований зовні, а спрейер всередині гільзи: 1 – гільза циліндра, 2 – індуктор, 3 – спрейер, 4 – центруюча оправлення.


г) д)


Рисунок 1.2 – В охолоджуваній матриці, г) – незагартованих гільз з легованого чавуну д) – закаливаемых гільз: 1 – гільза циліндра, 2 – індуктор, 3 – охолоджуючий спрейер, 4 – матриця, 5 – спрейер гартуючий.
Рисунок 1. Схеми способів відновлення внутрішньої циліндричної поверхні гільз циліндрів термопластичним деформуванням (ТПД) [2]
Для відновлення легованих гільз циліндрів запропонований спосіб здійснювався за схемою, представленою на рис. 2 1.г.

Гільза при нагріванні вільно розширюється до контакту з матрицею, при подальшому нагріванні матриця перешкоджає вільному розширенню матеріалу гільзи, що призводить до її пластичної деформації, тобто перерозподілу металу всередину, по товщині стінки.

Після процесу ТПД величина залишкової деформації гільзи компенсує їх зношування, виникаюче викривлення гільзи і припуски на механічну обробку.

При ТПД процес зменшення внутрішнього діаметру відбувається за рахунок пластичної деформації матеріалу гільзи.

З метою рівномірного нагріву гільзи по діаметру і висоті в процесі обтискання необхідно передбачити обертання і поздовжнє переміщення гільзи.

Основними параметрами режиму відновлення є:

  • температура нагрівання,

  • швидкість нагрівання,

  • швидкість охолодження,

  • швидкість обертання деталі,

  • зазор між матрицею і деталлю і деякі інші, які істотно впливають на процес пластичної деформації, а отже, і на величину зменшення внутрішнього діаметру гільзи.

Температура нагрівання, швидкість нагрівання і швидкість охолодження так само визначають структуру металу відновленої гільзи.

При відновленні загартованих гільз гідроциліндрів необхідно вирішити три взаємопов'язані завдання: отримати необхідну усадку, загартовану поверхню HRC 40...42 і бездефектну внутрішню поверхню (тріщини не допускаються).

Усадка визначається пластичністю металу, а твердість його крихкістю, швидкий нагрів і охолодження деталі викликають виникнення високих напружень, які призводять до утворення тріщин.

Для вирішення завдання ТПД загартованих гільз запропоновано комбінований спосіб відновлення гільз циліндрів, рис.1.2д.

Виходячи з проведеного аналізу літературних даних і статистичної обробки зносу гільз циліндрів, у роботі поставлені наступні задачі досліджень:

1. Провести аналіз існуючих способів відновлення;

2. Вивчити характер і розмір зносу корпусу гідроциліндра;

3. Дослідити властивості покриттів, та відпрацювати режими відновлення внутрішніх посадочних поверхонь корпусу гідроциліндра різними способами;

1.2 Суть процесу термопластичного деформування
Сутність ТПД полягає в тому, що при швидкому індукційному нагріванні деталей типу «порожнистий циліндр» створюється градієнт температури (ГТ), який, деформуючи деталь, викликає її залишкову деформацію (усадку), достатню для компенсації зносу поверхні і подальшої механічної обробки.

При цьому, в одному технологічному циклі, в різній послідовності, виконуються операції нагріву, деформації і охолодження деталі.

Крім того, на пластичну деформацію впливають зовнішні сили (охолоджувана жорстка матриця) і внутрішні (холодні шари металу навколо локально нагрітого кільця частині гільзи) обмежувачі, малюнок 2.

Тому, щоб отримати необхідну усадку корпусу гідроциліндра без матриці, на практиці застосовують багаторазове повторення циклів.

Використання високих градієнтів температур при відновленні деталей способом ТПД створює передумови виникнення та розвитку тріщин.

Застосування зовнішніх механічних обмежувачів (матриці) сприяє «загоюванню» тріщін.

Виходячи з рівності обсягів до та після ТПД [3]
(1.2.)
Де і - теоритична усадка внутрішнього і зовнішнього діаметрів після ТПД, - довжина деталі прийнята нами незмінною.

При умові величина можливої деформації гільзи при ТПД складає


(1.3)



Рисунок 1.3 – Схема зміни лінійних розмірів перерізу зразка гільзи при ТПД в матриці: - D,d і D d відповідно зовнішній і внутрішній діаметр гільзи до і після термо-пластичного деформування
За оціночний параметр усадки гільзи після ТПД беремо відносну зміну внутрішнього діаметру корпуса [4]:
(1.4)
Перетворивши формулу (4) отримуємо:
(1.5)
Де - коефіцієнт лінійного розширення матеріалу деталі;

- різниця температур нагрітої і охолодженої деталі.
(1.6)
k – коефіцієнт залишкової деформації, що враховує стримування процесу деформації холодними частинами гільзи.

S - зазор між матрицею і корпусом гідроциліндра.

З отриманої математичної залежності випливає, що відносна усадка внутрішнього діаметра гільзи не залежить від його розміру d і визначається коефіцієнтом β відносної товщини стінки гільзи, коефіцієнтом лінійного розширення матеріалу гільзи і різницею температур нагрітої гільзи та охолодженої гільзи.

При швидкому нагріванні, у результаті перекристалізації, відбувається додаткове подрібнення зерна.

Розрізняють кілька видів надпластичності: дрібнозерниста, субкритична, мартенситна і рекристалізаційна.

В реальних технологічних процесах відновлення деталей ТПД спостерігаються явища субкритичної і мартенситної надпластичності.

Вплив надпластичності на величину залишкових напружень полягає в нерівномірному пластичному деформуванні різних шарів деталі, обумовленої градієнтом температури при нагріванні і охолодженні.

Впершу чергу, деформуються ті шари деталі, в яких починаються фазові перетворення.

Після охолодження, завдяки стисненню внутрішніх шарів і деформації зовнішніх шарів деталі, виникають залишкові напруги.
Каталог: portal -> static
static -> Пояснювальна записка до магістерської кваліфікаційної роботи магістр (освітньо-кваліфікаційний рівень) на тему
static -> Пояснювальна записка до бакалаврської дипломної роботи за напрямом підготовки
static -> Реферат abstract вступ 1 загальна характеристика авіаційної промисловості
static -> «Характеристика інформаційних технологій на прикладі системи комп'ютерної алгебри Mathcad»
static -> «Характеристика інформаційних технологій на прикладі електричнoго програмного забезпечення see electrical Expert»
static -> «Використання сучасних комп’ютерних технологій для розрахунку систем освітлення приміщень»
static -> Оптимізація структури і потужності зони поточного ремонту пасажирських автомобільних підприємств
static -> «Характеристика інформаційних технологій на прикладі програм и для роботи з електронними таблицями Microsoft Excel»
static -> Характеристика мікропроцесорного пристрою І автоматики rej 515 Призначення
static -> Реферат об’єкт досліджень видобування мінеральних вод. Мета роботи дослідити екологічний вплив видобування мінеральних вод


Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка