Повышение долговечности деталей агрегатов электронасосных центробежных скважинных для воды комбинированным упрочнением

• Автор: Самок, Георгий Семенович
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 162 с. : ил.

Глава первая. Состояние вопроса и постановка задачи исследо- 6 вания

1.1. Анализ работы электронасоса, электродвигателя и их эле

ментов

1.2. Требования к механическим свойствам деталей электрона

coca и электродвигателя, контактирующих с подшипниками скольжения и с жидкой массой

1.3. Существующие методы отделочно-упрочняющей обработ

ки, применяемые для повышения износостойкости металлических поверхностей

1.3.1. Борирование

1.3.2. Хромирование

1.3.3. Карбохромирование

1.3.4. Нитро цементация

1.3.5. Карбонитрация
1.3.6. Ионное азотирование
1.3.7. Хромовое покрытие с ультраалмазами
1.3.8. Цементация
1.3.9. Азотирование
1.3.10. Цианирование
1.4. Технология алмазного выглаживания
1.5. Возможности магнитной обработки и магнитных установок
Выводы и задачи исследования
ГЛАВА ВТОРАЯ. Конструкторская часть
2.1. Разработка блок-схемы узла хромирования
2.2. Разработка и изготовление конструкции алмазного выглаживателя
2.3. Разработка конструкции импульсной магнитной установки
2.4. Разработка и изготовление экспериментальной установки для
исследования деталей наизнос
Выводы
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. Исследование механических свойств деталей, упрочненных различными способами
3.1. Измерение твердости образцов деталей
3.2. Измерение величины шероховатости поверхности деталей
3.3. Исследование поверхностного слоя деталей из различных
материалов, упрочненных разными способами
3.3.1. Исследование поверхностного слоя детали из стали 45

3.3.2. Исследование поверхностного слоя детали из стали 45 с 86 покрытием из хрома с ультраалмазом
3.3.3. Исследование поверхностного слоя детали из стали
40X13 и 12Х18Н10Т
3.4. Проведение испытаний по упрочнению втулок в заводских условиях
Выводы
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. Исследование деталей на износостойкость
4.1. Методика проведения экспериментов
4.2. Проведение экспериментов по исследованию деталей на износостойкость
4.2.1. Измерение силы трения в зоне контакта
4.2.2. Выявление характера изнашивания поверхностей роторных втулок
Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
Библиографический список
ПРИЛОЖЕНИЯ

Повышение качества изготовления агрегатов электронасосных центробежных скважинных для воды имеет важное народно-хозяйственное значение. Агрегат состоит из центробежного насоса и нагруженного электродвигателя. Электродвигатели с высокими эксплуатационными характеристиками обеспечивают бесперебойную и эффективную работу электронасосов.
В большинстве случаев электродвигатели и насосы выходят из строя вследствие износа нагруженных деталей (валов, втулок и т.д.) вследствие их контакта с резинометаллическими подшипниками и жидкостью, проходящей через элементы электронасоса. При этом у электродвигателей разрушается только рабочая поверхность деталей (втулки, валы), которая контактирует с подшипниками и с жидкой массой. В основном эти детали изготавливают из дорогостоящих сталей - 40X13 и 12Х18Н10Т. Качество поверхности из этих сталей уже нельзя существенно увеличить за счет легирования или термической обработки.
Поэтому дальнейшее улучшение качества рабочих поверхностей деталей агрегатов возможно только за счет замены марок сталей 12Х18Н10Т и 40X13 на другую сталь, например сталь 45 более дешевую, и применения многокомпонентных покрытий.
Целенаправленное изменение свойств поверхностных слоев детали путем использование покрытий и поверхностной механической обработки для уменьшения износа и увеличения коррозионной стойкости - хорошо известная и развитая технология. Однако это направление становится все более важным вследствие того, что требования к физико-механическим и химическим свойствам конструкционных материалов становятся все более жесткими и точными. Как следствие, для достижения максимальной эффективности, возникает необходимость улучшения существующих систем покрытий и поверхностной обработки с целью удовлетворения постоянно возрастающих требований конструкторов.

2.3. Разработка конструкции импульсной магнитной установки
В настоящее время существуют ряд различных типов установок и устройств для магнитного упрочнения инструмента и деталей машин. На практике в основном применяют установки ВНИМИ, ЭМО, МИУРИ, УМОИ-50, «Импульс-ЗМ», БУР-83, «Контакт» и другие, которые различаются конструктивно, напряженностью магнитного поля, назначением, технологией обработки и производительностью [21, 69-70].
При разработке конструкции установки в качестве прототипа принята установка УМОИ-ЗО [21].
Установка имеет ряд недостатков, в частности:
- не позволяет вести обработку пакетом импульсов;
- малый диапазон регулировки длительности импульса;
- отсутствие контроля температуры обмотки соленоида;
- регулировка напряженности магнитного поля в соленоиде возможна только переключением секций его обмоток.
Применение в электронной схеме элементов цифровой техники позволяет устранить данные недостатки. На рис.2.4 представлена функциональная схема разработанной установки. Она состоит из двух узлов: возбудителя импульсов и магнитного индуктора. Возбудитель импульсов представляет собой электронный ключ, выполненный на тиристорах. Он замыкается по командам из блока управления и размыкается при переходе тока в цепи через ноль. Блок управления выбирает момент подачи импульсов на ключ так, чтобы ток в цепи соленоида имел форму разнополярных гребенчатых импульсов. Блок управления позволяет регулировать длительность (Т) и число импульсов (К), а также угол зажигания тиристоров (Н), что позволяет изменять напряжение подаваемое на обмотку соленоида.
Магнитный индуктор представляет собой соленоид, обмотка соленоида выполнена секциями для ступенчатой регулировки напряженности магнитного поля. Соленоид создает магнитное поле, воздействующее на обраба-