Восстановление гильз цилиндров дизельных двигателей сельскохозяйственной техники композитным покрытием на основе железа

• Автор: Живогин, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 174 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Состояние вопроса. Анализ способов восстановления изношенных внутренних поверхностей гильз цилиндров. Цели и задачи исследования

1.1 Анализ проблемы восстановления изношенных деталей

1.2 Условия работы и анализ дефектов гильз цилиндров

1.3 Анализ способов восстановления гильз цилиндров

1.4. Пути совершенствования технологии железнения

1.5. Выводы. Постановка целей и задач исследования

Глава 2. Моделирование процесса нанесения композитных покрытий на основе железа на внутренние цилиндрические поверхности
2.1 Способ гальваноконтактного нанесения композитных покрытий на основе железа на внутренние цилиндрические поверхности гильз цилиндров дизельных двигателей и рабочая гипотеза
2.2 Моделирование усилия механического воздействия на растущий композит с целью прогнозирования физико-механических свойств покрытия
2.3. Влияние кинематических параметров механического воздействия и геометрии инструмента на процесс формирования восстанавливаемого слоя при гальваноконтактном осаждении композитных покрытий на основе железа
2.4 Выводы
Глава 3. Методика исследований и пути решения задач
3.1 Технологическое оснащение для реализации способа гальваноконтактного осаждения (ГКО)
3.2 Методика проведения экспериментальных исследований
3.3. Математическая обработка экспериментальных данных
3.4 Выводы

Глава 4. Экспериментальное исследование процесса нанесения композитных покрытий на основе железа и свойств получаемых покрытий
4. ] Производительность процесса
4.2 Исследование микротвердости покрытий
4.3 Наводороживание основы при нанесении железных композитных покрытий способом гальваноконтактного осаждения ГКО
4.4 Остаточные напряжения в покрытии
4.5 Шероховатость поверхности восстановленного слоя
4.6 Адгезия покрытия к основе
4.7 Исследование износостойкости
4.8 Выбор рациональных режимов осаждения покрытия
4.9 Исследование маслоемкости восстановленной поверхности гильзы
4.10 Коррозионная устойчивость покрытия
4.11 Выводы
Глава 5. Технология гальваноконтактного восстановления внутренних цилиндрических поверхностей гильз цилиндров двигателей
5.1 Общие положения технологии нанесения композитных гальванических покрытий на основе железа
5.2 Оборудование для осуществления метода нанесения композитных покрытий на основе железа на внутренние цилиндрические поверхности
5.3 Технико-экономическое обоснование эффективности технологии
5.4 Выводы
Заключение
Литература
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Эффективное использование машин и оборудования обеспечивается высоким уровнем их технического обслуживания и ремонта, наличием необходимого числа запасных частей. Если учесть, что затраты на запасные части достигают 50...70% от себестоимости ремонта машин, а стоимость восстановленных деталей составляет 30...60% от стоимости новых, то проблема восстановления и повторного использования отслуживших свой срок деталей является актуальной.
В связи с этим, в концепции модернизации инженерно-технической системы сельского хозяйства России на период до 2020 года большое внимание было уделено направлению повышения технического уровня сельскохозяйственной техники путем ее модернизации при техническом сервисе, восстановлению и упрочнению деталей с применением новых технологических процессов, доведению коэффициента технической готовности машинно-тракторного парка до 95...98%.
Наиболее ответственным агрегатом современных сельскохозяйственных машин является двигатель, на долю которого приходится 36...52 % от общего количества отказов. Ресурс двигателя зависит от износа деталей цилиндропоршневой группы (ЦГТГ), в первую очередь это относится к гильзам цилиндров. Недостаточная долговечность деталей ЦПГ, межремонтный ресурс которых не превышает 40% от ресурса двигателя, требует частой замены в процессе эксплуатации.
Основными способами восстановления работоспособности гильз цилиндров являются расточка или шлифювание под ремонтный размер, контактная приварка стальной ленты, индукционная центробежная наплавка, термопластическое деформирование, электродуговая металлизация, постановка дополнительной ремонтной детали, хромирование и железнение. Основными недостатками всех способов является воздействие высоких температур, высокая стоимость материалов, недостаточное качество восстановленной поверхности, сложная и дорогостоящая механическая обработка до и после восстановления, недостаточный послеремонт-ный ресурс.
Перспективным направлением восстановления гильз цилиндров является разработка технологии нанесения композитных покрытий на основе железа, исключающее применение механической обработки до и после восстановления. Настоящая работа посвящена разработке технологии восстановления гильз цилинд-

Глава 2. Моделирование процесса нанесения композитных покрытии на основе железа на внутренние цилиндрические поверхности
2.1 Способ гальваноконтактного нанесения композитных покрытий на основе железа на внутренние цилиндрические поверхности гильз цилиндров дизельных двигателей и рабочая гипотеза
В работе выдвигается следующая научная гипотеза: высокие физикомеханические свойства поверхностного слоя, а также его микрогеомстрия, гарантирующая необходимую маслоемкость, могут быть получены па внутренней цилиндрической поверхности гильз цилиндров за счет применения технологии галь-вапоконтактного осаждения (ГКО) композитных покрытий на основе железа, обеспечивающей равномерность осаждаемого покрытия, высокую коррозионную стойкость и износостойкость в условиях высоких температур. Необходимыми условиями процесса являются:
• поддержание заданного давления инструмента на растущие слои покрытия во время его осаждения;
• стабильность режимных параметров осаждения покрытия (плотности тока, температуры электролита, скорости главного и вспомогательного движения, реализуемых оборудованием ГКО).
• Контроль степени износа инструмента.
Следует отметить, что исследования в области восстановления деталей гальваноконтактным осаждением (ГКО) композитных покрытий на основе железа в литературе отсутствуют вовсе. В [45,128] даны рекомендации по выбору режимов ГКО для ведения процесса осаждения композитных хромовых покрытий на внутренние поверхности гильз гидроцилиндров и получению герметичных покрытий. Однако гильзы гидроцилиндров работают в условиях низких температур, в отличие от гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Как указывалось в 1.2, в гильзы должны хорошо противостоять явлениям химической и электрохимической коррозии связанной с воздействием на стенку гильзы сухих газов и