Технологическое обеспечение качества восстановленных коленчатых валов дизельных двигателей с учетом их напряженно-деформированного состояния

• Автор: Горшенина, Екатерина Юрьевна
• Шифр специальности: 05.02.08, 05.22.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 214 с. : ил.

Содержание
Введение

1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ

1.1. История вопроса и обзор технологий

1.1.1 Первые технологии ремонта и восстановления

кривошипов металлопокрытиями

1.1.2 Послевоенный этап развития технологий

1.1.3 Технологии институтов СПИ, КазНИИПИАТ и НИИАТ

1.1.4 Зарубежные способы восстановления коленчатых валов

1.2 Анализ отечественного опыта восстановления коленчатых валов

1.3 Современные наплавочные материалы и технологии
восстановления коленчатых валов
1.4 Основные задачи, решаемые при восстановлении
коленчатых валов
1.5 1 остановка основных задач
2 ОБЩАЯ СТРУКТУРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Общая методика исследования
2.1.1 Наплавочное оборудование
2.1.2 Материалы и образцы
2.2 Частные методики исследования
2.2.1 Методика исследования состояния ремонтного фонда и
трещинообразования в коленчатых валах
2.2.2 Методика исследования распределения температур
при нанесении наплавочных металлопокрытий
2.2.3 Методика исследования внутренних напряжений
методом фотоупругости
2.2.
2.2.
3.
4.
4.
4.
Методика исследования структуры и микроструктуры
Методика исследования микротвердости
Методика рентгенографического анализа, исследования
внутренних напряжений второго рода и определения периодов кристаллических решеток
Методика исследования основных характеристик процесса
резания при обработке наплавленных слоев точением МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРУЕМОГО СОСТОЯНИЯ КРУПНОГАБАРИТНОГО КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА Разработка расчетного метода определения
напряженнодеформированного состояния кривошипа с использованием стержневых систем
Использование метода конечных элементов и прогнозирование мест разрушения в коленчатых валах
Выводы
РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ Исследование состояния ремонтного фонда и
трещинообразования в коленчатых валах
Исследование распределения температуры при нанесении
наплавочного металлопокрытия
Исследование внутренних напряжений
в моделях кривошипов методом фотоупругости
Исследование микротвердости
Исследование макро и микроструктуры
Рентгенографические исследования и определение
периодов кристаллических решеток
4.7 Исследование напряжений второго рода
4.8 Исследование основных характеристик обработки
наплавленных слоев лезвийным инструментом
4.9 Выводы
5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ НС КИХ РЕШЕНИЙ И ИХ
ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
5.1 Разработка плана операций технологического процесса
5.2 Параметры распределения межремонтного ресурса
крупногабаритных коленчатых валов
5.3 Техникоэкономическое обоснование восстановления КВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


При наплавке электродной проволокой Св-Р на сталь слой имеет структуру мартенсита, постепенно переходящего в тростит и троосто-сорбит. Твердость снижается-с . НЯО до-. НС. Это происходит потому, что наплавленный слой сначала закаливается, а при-нанесении последующего слоя частично отпускается. Было выявлено образование в зоне термического влияния, закалочных трещин. Микроанализ указал, что трещины появлялись по границам первичных (ау-стенитных) зерен. Металл на границах трещин был сильно окислен, что свойственно горячим трещинам. При наплавке электродной, проволокой, содержащей менее 0,% углерода, трещины в слое не образовывались. Ширина отпущенных участков зависела от толщины наплавленного слоя. При толщине слоя 0,5 . При толщине слоя -1. Для вибродутовой наплавки применяли сварочную углеродистую или легированную проволоку диаметром от 1 до 3 мм. Выбор проволоки зависел от требуемой' твердости и износостойкости наплавленного слоя. Металлопокрытие имело невысокую твердость при использовании электродной проволоки Св-А, Св-ГА. Твердости . НЯС достигали при применении электродных проволок Нп-ЗОХГСА, Нп- и др []. Переделанные станки для автоматической вибродуговой наплавки имели подачу суппорта до 3. Разница между смежными подачами продольного перемещения суппорта были не более чем 0,4 мм/об. Охлаждающий раствор подавался к месту наплавки обычной электропомпой производительностью до 6 . Существенным недостатком вибродуговой наплавки всегда оставалось резкое снижение усталостной прочности детали - до % []. Технологии- институтов СПИ, КазНИИПИАТ и НИИ АТ Трудность восстановления коленчатых валов заключается в том, что необходимо одновременно восстановить размеры шеек и их износостойкость, обеспечить высокую усталостную прочность вала, обеспечить хорошие условия службы сопряженных деталей и т. Д;. В бывшем СССР в основном применяли три способа восстановления коленчатых валов, однако они не отвечали полностью всем требованиям []. А. По технологии, разработанной Наливкиным В. А. [] (СПИ), валы наплавляли проволокой Нп-Х2Г2М под флюсом . АН- А. Шейки наплавляли от галтели к середине (рис. После наплавки валы подвергали нормализации (0:0°С) и правке (допускалось биение - не более 0,2 мм). После механической обработки шейки валов закаливали токами высокой частоты (ТВЧ) на твердость . ИКС. Затем вал повторно правили с точностью до 0,1; мм и шейки шлифовали. Б. По технологии, разработанной в КазНИИПИАТ, валы наплавляли пружинной проволокой диаметром 1,6 мм под флюсом АН-8А’. Наплавленные валы подвергали отпуску: нагрев до 0°С со скоростью 0 град/ч, выдержка мин и охлаждение на спокойном воздухе. Далее шейки закаливали ТВЧ. После закалки шейки шлифовали и полировали. Глубина закаленного слоя - около 5 мм, твердость - . ЬШ. С []. Рлюс гГ -накщ&нил. Рисунок 1. В. Восстановление коленчатых валов с закалкой шеек ТВЧ требует специального оборудования, которое может быть эффективно использовано в условиях централизованного ремонта. Разработана также технология восстановления валов без закалки шеек []. Твердость металла после наплавки . НЯС. Наплавка выпол-няегся проволокой Нп-ЗОХГСА или Св-ХГС диаметром 1,6. АН-8А с присадкой легирующих материалов. Вначале наплавляют шатунные шейки валов, а затем коренные, последовательность наплавки не оказывает влияния на деформацию вала. Считалось, что более надежные результаты по данным автора дает восстановление по технологии А. По данным источника [] восстановленные валы дают износостойкость и срок службы по данным лабораторных испытаний на % больше, чем новые из стали . На втором месте по надежности, считалась, технология Б. Средняя долговечность наплавленных валов по технологии В значительно меньше, чем новых или восстановленных по технологиям А и Б []. Позже для восстановления стальных коленчатых валов применяли два способа наплавки: 1) под слоем легирующего флюса (технология НИИАТ, ГОСНИТИ); 2) под флюсом АН-8А пружинной проволокой II класса с последующей термической обработкой (технология КазНИИПИАТ) или проволокой Нп-ЗОХГСА (технология СПИ) [].