Восстановление гильз цилиндров дизельных двигателей сельскохозяйственной техники термопластическим деформированием в матрице

• Автор: Костюков, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 237 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ЬСостояние вопроса, цель н задачи исследования

1.1. Условия работы и конструктивные параметры гильз цилиндров дизелей

1.2. Анализ износов и других дефектов гильз цилиндров.

1.3. Анализ способов восстановления гильз цилиндров.

1.4. Анализ способов восстановления гильз цилиндров термопластическим деформированием.

1.5. Анализ устройств для восстановления гильз цилиндров

1.6. Обоснование направления исследования восстановления гильз

цилиндров ТПД в матрице.

1.7. Выводы, цели и задачи исследования.

2. Программа и методика экспериментальных исследовани
2.1. Программа исследования.
2.2. Объект и предмет исследования
2.3. Методика экспериментальных исследований
2.3.1. Определение необходимого количества наблюдений.
2.3.2. Порядок проведения микрометража гильз цилиндров
2.3.3. Разработка и изготовление экспериментальной установки
2.3.4. Модель гильзы цилиндра и измерение основных технологических параметров ТПД
2.3.5. Исследование ТПД в матрице с использованием теории планирования многофакторного эксперимента
2.3.5. ТВыбор функции отклика, уровней и интервалов варьирования факторов,
составление матрицы и обработка результатов
многофакторных экспериментов.
2.3.6. Методика определения физикомеханических свойств и металлографических исследований, восстановленных гильз цилиндров
2.3.7. Методика определения остаточных напряжений в восстановленных гильзах цилиндров
2.3.8. Методика стендовых испытаний двигателей
2.3.9. Методики определения ошибки эксперимента.
3. Теоретические предпосылки к совершенствованию технологии восстановления гильз цилиндров ТПД в матрице .,
3.1. Сущность процесса обжатия при восстановлении гильз цилиндров ТПД.
3.2. Структурные превращения в чугуне при нагреве и охлаждении
3.3. Критическая скорость охлаждения и прокаливаемость железоуглеродистых
сплавов.
3.4. Сверхпластичность при восстановлении и упрочнении гильз
цилиндров ТПД.
3.5. Особенности нагрева и охлаждения при ТПД восстанавливаемых гильз цилиндров из легированного чугуна.
3.6. Теоретическое обоснование величины усадки гильз при ТПД в матрице
3.7. Анализ особенностей и постановка задач ТПД при восстановлении гильз цилиндров в матрице.
3.8 Математическая постановка задачи восстановления внутренней цилиндрической поверхности полого цилиндра нагревом в жесткой охлаждаемой обойме
3.9 Выводы
4. Результаты экспериментальных исследований технологии восстановления гильз цилиндров ТПД в матрице.
4.1. Определение величины и характера износов гильз цилиндров, обработка
статистических результатов
4.2. Изменение линейных размеров гильз цилиндров после ТПД в матрице
4.2.1. Изменение усадки и твердости внутренней поверхности гильзы
после ТПД в матрице.
4.2.2. Изменение наружного диаметра и длины гильзы после ТПД.
4.3. Влияние технологических факторов и конструкционных параметров.
на изменение величины деформации в1гутреннего диаметра гильзы после ТПД в матрице
4.4. Определение оптимальных параметров процесса ТПД при восстановлении гильз цилиндров в матрице с использованием теории планирования многофакторного эксперимента
4.5. Изменение тврдости и микроструктуры внутреннего слоя при ТПД
в матрице
4.6. Исследование напряженнодеформированного состояния восстановленных гильз цилиндров
4.7. Исследование износостойкости восстановленных гильз цилиндров
4.8. Восстановление посадочных поясков гильз цилиндров прошедших
ТПД в матрице.
4.9. Лабораторные и эксплуатационные испытания
4.9.1. Лабораторные испытания двигателей
4.9.2. Эксплуатационные испытания
4 Выводы.
5. Внедрение результатов исследования в производство и
их экономическая эффективность.
5.1. Производственные рекомендации для совершенствования термопластического деформирования гильз цилиндров в охлаждаемой матрице.
5.2. Технология восстановления гильз цилиндров ТПД в матрице
5.3 Внедрение результатов исследований в производство.
5.4. Экономическая эффективность усовершенствованного технологического процесса восстановления и упрочнения гильз цилиндров ТПД в матрице
5.5. Выводы.
Общие выводы.
Список использованных источников


Способ ремонта не предусматривает исправление геометрической формы наружных посадочных поверхностей гильзы, что ведт к ужесточению технических условий на примку в ремонт, следствием чего является большой процент выбраковки. Способ восстановления заключается в нанесении на предварительно подготовленную внутреннюю поверхность гильзы износостойкого металлического слоя электродуговой металлизацией. Гильзы, восстановленные данным способом, отличаются высокой износостойкостью и не уступают новым. Существенным недостатком способа являются также высокая трудомкость подготовительных операций под металлизацию. Сущность гальванических способов восстановления заключается в осаждении на изношенную поверхность гильзы износостойких металлов из металлосодержащих электролитов. Все гальванические способы восстановления гильз цилиндров исследовались с целью их применения при восстановлении под ремонтный размер и номинальный размер. Существует следующие разновидности способов восстановления гальваническими покрытиями осталивание, хромирование всей внутренней поверхности гильзы, пористое хромирование, хромирование верхней части гильзы, запрессовка хромированных втулок в верхнею часть гильзы. Краткая характеристика всех перечисленных гальванических способов восстановления. Сущность восстановления гильз осталиванием заключается в осаждении на изношенную поверхность гильзы слоя из железосодержащих солевых растворов при пропускании электрического тока через раствор. К преимуществам способа восстановления следует отнести производительность, по сравнению со способами хромирования. Скорость осаждения железа на поверхность гильз достигает 0,3. Себестоимость осталивания в 2. Гильзы, восстановленные осталиванием, имеют низкую коррозионную стойкость, плохо поддаются обработке резанием. Способ нашел ограниченное применение. Износостойкость восстановленных гильз составляет от серийных гильз. Хромированию подвергается как вся гильза, так и только верхняя часть. Восстановление гильз способом хромирования заключается в осаждении хрома на внутреннюю поверхность гильз из хромосодержащих электролитов. Высокую твердость и хорошую сцепляемость покрытия с основным металлом до 0 МПа обеспечивает гладкое хромирование, но оно имеет плохую прирабатываемость и недостаточную маслоудерживающую способность. Лучшие результаты дает пористое хромирование, которое исключает указанные выше недостатки. От пористости и твердости этого покрытия зависят его антифрикционные свойства. Восстановленные гильзы отличаются высокой коррозионной стойкостью и износостойкостью. Износостойкость восстановленных гильз в 2. В месте максимального износа гильзы 1 рисунок 1. Далее производится механическая обработка под ремонтный размер. Следует отметить существенный недостаток данного способа восстановления. В процессе работы двигателя на границе хромированной и нехромированной частей образуется уступ, т. Способ не нашел широкого применения. На рисунке 1. Способ восстановления не нашел применения на производстве. К общим недостаткам всех перечисленных способов восстановления следует отнести их относительную низкую производительность и высокою стоимость процесса осаждения покрытия по отношению к другим способам восстановления. Кроме того к недостаткам хромовых покрытий следует отнести их недостаточную смачиваемость и плохую прирабатываемость. По литературным данным смачиваемость хромовых покрытий в 2 раза меньше, чем у серого чугуна. Плохая смачиваемость и медленный темп приработки трущихся поверхностей приводит к местному схватыванию и задирам, особенно при высоких давлениях и температурах, что имеет место на поверхности гильз цилиндров дизельных двигателей. Способ восстановления разработан доктором технических наук И. Соболевым. Сущность способа заключается в следующем. В предварительно расточенную по внутреннему диаметру гильзу запрессовывают износостойкие термообработанные ленты, толщиной 0,,7 мм. Ленты перед запрессовкой формуются по форме внутренней поверхности гильзы. На рисунке 1. Преимуществом способа является возможность многократного восстановления.