Технические науки/3. Отраслевое машиностроение

Жетесова Г.С., Жаркевич О.М.

Карагандинский государственных технический университет, Казахстан

Анализ способов восстановления втулок гидростоек механизированных крепей

Характер и степень износа втулок гидростоек в целом зависит от многих факторов: конструктивных особенностей, материала втулок, качества смазки, ухода за гидростойкой, перекоса в движении поршня, коррозии и т.д.

Для повышения ресурса гидростоек механизированных крепей необходимо повысить износостойкость восстанавливаемой втулки. Решение этой задачи можно выполнить путем разработки и внедрения новых технологических процессов, обработки их давлением, в частности обкатке и, конечно, применением прогрессивных технологических процессов механической обработки втулок гидростоек, позволяющих повысить как точность геометрических параметров, так и качество обработанной поверхности.

Анализ способов восстановления втулок гидростоек с позиции повышения их долговечности показывает, что не все способы удовлетворяют этому требованию.

Так, способы восстановления втулок гидростоек методами ремонтных размеров, теплового формоизменения, установки легкосъемной втулки, запрессовки легкосъемных вставок не позволяют в должной мере увеличить долговечность втулок и имеют ряд существенных недостатков, таких как ослабление жесткости втулок, увеличение их деформации и теплонапряженности в процессе эксплуатации. Кроме того, включение в размерную цепь цилиндропоршневой группы дополнительных деталей ужесточает допуски, которые в условиях ремонтного производства выдерживать трудно.

Восстановление втулок гидростоек металлизацией позволяет получать износостойкость на уровне новых втулок, закаленных токами высокой частоты. Однако из-за низкой прочности сцепления покрытия с основным металлом, равной 13 - 20 МПа, такой метод практического применения не нашел.

Часто используется способ восстановления внутренних поверхностей втулок гидростоек посредством наплавки аустенитного чугуна (нирезиста), при котором металл в расплавленом состоянии заливается в заранее подготовленную расточенную внутреннюю поверхность быстро вращающейся вокруг вертикальной оси втулки, нагретой до температуры 1173 К, свариваясь с ее основой. При этом повышается жесткость втулки и ее эксплуатационные характеристики. К недостаткам этого способа следует отнести раздельный нагрев основы и наплавляемого материала, применение флюсов, что заметно усложняет процесс наплавки.

В работе А.И.Шевцова предложен способ повышения износостойкости втулок цилиндров посредством центробежной индукционной наплавки самофлюсующимся порошковым материалом ПГ-ХН80СР4, который по мнению автора обеспечивает повышение износостойкости втулок более чем в пять раз. Однако указанный способ наплавки имеет существенные недостатки. Высокая температура, при которой ведется наплавка, вызывает изменение структуры подложки и наплавляемого материала, что отрицательно сказывается на износостойкости покрытий. Кроме того, из-за высокой температуры наплавки вращение детали приводит к заметным деформациям, требующим дополнительной обработки для их устранения. К недостаткам следует также отнести применение специальных флюсов и трудность последующей механической обработки.

Наиболее качественным способом восстановления втулок механизированных крепей с повышением их долговечности в условиях ремонтного производства является способ, включающий нанесение износостойкого материала и нагрев восстанавливаемой поверхности индуктором до расплавления: восстанавливаемую втулку предварительно подвергают отжигу при температуре 850^oС с последующим удалением изношенного слоя, затем напрессовывают на деталь стальной втулочный вкладыш и крепят его посредством сварки, на поверхности вкладыша, делают проточку, которую заполняют износостойким материалом. При этом износостойкий материал выбирают из условия получения разницы коэффициентов теплового расширения износостойкого материала и стали втулочного вкладыша, обеспечивающей плотное обжатие восстанавливаемой детали в интервале температур 20 ÷ 1000^oС. Кроме того, износостойкий материал выбирают с коэффициентом теплового расширения (17÷18,6) ·10^-6.

Этот способ позволяет восстанавливать втулки, износ рабочей поверхности которых не превышает 5 мм, работающих в режиме контактных нагрузок при до σ_ук = 200 ÷ 300 МПа, не склонных к схватыванию первого рода и имеющих минимальную разницу между коэффициентами трения покоя и скольжения (в пределах Г_п - 0,37, f_cк - 0,35).

Этот способ позволяет качественно восстанавливать втулки механизированных крепей, за счет дополнительного элемента - вкладыша, который в процессе обжима в результате наплавки приводит к уменьшению теплового барьера и создает тем самым хорошие условия теплопередачи для восстанавливаемой детали, исключая возможность схватывания первого рода при трении и имея при этом повышенную износостойкость пары трения «шток-втулка.

Литература:

1. Воловик Е.Л. Справочник по восстановлению деталей. - М.: Колос, 1981. - 350с.

2. Баширов Р.Д. Технология восстановления втулок цилиндров судовых двигателей. – Баку: Элм, 202. – 258 с.

3. Кудрявцев В.Н. Детали машин. - Л.: Машиностроение, 1980 - 464 с.