Технология восстановления и упрочнения деталей шестеренных насосов НШ-50У CVD-методом металлоорганических соединений

• Автор: Чупятов, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Неисправности насосов типа НШ, возникающие в период их эксплуатации.

1.2. Анализ технического состояния и виды изнашивания подшипников скольжения шестеренных насосов НШУ.

1.3. Способы восстановления деталей из алюминиевых сплавов.

1.4. Способы упрочнения деталей из алюминиевых сплавов.

1.5. Способы восстановления подшипников скольжения насосов

Н ОУ.
1.6. СУ1метод мсталлоорганических соединений как способ восстановления и упрочнения подшипников скольжения насосов НШУ

1.7. Выводы, цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СУОМЕТОДА МЕГАЛЛООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ НА ДЕТАЛЯХ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ.
2.1. Исходные соединения, обеспечивающие адгезию покрытий к поверхности основного материала подложки,
детали.
2.2. Термодинамическая возможность осуществления реакций термической диссоциации металлоорганических соединений никеля
2.3. Молекулярнокинетическая модель процессов получения покрытий СУОметодом металлоорганических соединений.
2.4. Кинетика получения никелевого покрытия в СУЭпроцессе
2.5. Выводы.
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Оборудование и приборы для ведения СУЭпроцесса
3.2. Определение прочности сцепления покрытия с подложкой.
3.3. Определение скорости образования покрытий
3.4. Определение микротврдости покрытий
3.5. Определение величины остаточных напряжений в покрытии
3.6. Определение шероховатости поверхности покрытий.
3.7. Определение износостойкости покрытий и коэффициента трения.
3.8. Планирование эксперимента по поиску оптимальных параметров СУОпроцесса и построение его математической модели.
3.9. Стендовые испытания
3 Эксплуатационные испытания
1 ЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ
4.1. Результаты исследования СУОпроцесса МОС на подложке из алюминиевого сплава.
4.1.1. Влияние режимов металлизации на прочность сцепления никелевого покрытия с подложкой
4.1.2. Влияние параметров режима СУЭпроцесса на скорость образования никелевых покрытий
4.1.3. Исследование зависимости микротврдости покрытий от скорости подачи газовой смеси и температурного режима.
4.1.4. Влияние толщины никелевого покрытия на величину остаточных напряжений в структуре.
4.1.5. Влияние режимов металлизации на шероховатость поверхности покрытий
4.2. Результаты сравнительных стендовых испытаний образцов
4.3. Планирование и расчет эксперимента по поиску оптимальных параметров осаждения покрытий.
4.4. Результаты стендовых испытаний.
4.5. Результаты эксплуатационных испытаний
4.6.Вывод ы.
ГЛАВА V. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ИХ
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.
5.1. Технологический процесс восстановления подшипников скольжения шестеренных насосов НШУ.
5.2. Технологический процесс упрочнения подшипников скольжения шестеренного насоса НШУ
5.3. Расчт экономической эффективности упрочнения и
восстановления деталей
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Повышенная потребность в ремонте и низкий ресурс отремонтированных гидронасосов указанного типа объясняются, вопервых, недостаточной износостойкостью сопряжнных поверхностей подшипника и цапфы, особенно подшипников, изготавливаемых из алюминиевого сплава АК9М2 ГОСТ, износы которых в 6. Также важнейшими параметрами, определяющими эксплуатационные характеристики сборочных единиц, являются химический состав и физикомеханические свойства конструкционного материала. Данные по алюминиевому сплаву АК9М2 согласно ГОСТ приведены в таблицах 1. Таблица 1. Алюминий основной ,7. Магний основной 0,2. Медь основной 0,5. Титан основной 0,. Таблица 1. Анализ химического состава и физикомсханических свойств литейного сплава АК9М2 позволяет сделать вывод о возможности и целесообразности использования в качестве износостойких покрытий металлоорганических соединений на основе никеля. Исходными данными при разработке технологического процесса восстановления подшипников шестеренных насосов являются характер их дефектов и величина износа. По результатам обзора литературы и на основании статистических данных научных организаций и предприятий, занимающихся вопросами ремонта, восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственной техники, установлено, что максимальный износ внутренних поверхностей подшипников не превышают 0,4 мм. На изношенных поверхностях наблюдаются риски и задиры, что свидетельствует о недостаточной поверхностной прочности конструкционного материала 7,8. Процессы изнашивания подчиняются основным закономерностям теории трения и износа, значительный вклад в разработку которой внесли Ачкасов К. А., Бабичев М. А., Гаркунов Д. Н., Ерохин М. Н., Зайцев Л. К., Казанцев С. П., Костецкий Б. И., Крагельский И. В., Курчаткин В. В., Лозовский В. И., Малышев Ю. Ф., Михлин В. М., Наумов С. Л., Пучин Е. А., Савицкий К. В., Семенов А. П., Старосельский , Стрсбков С. В., Стрельцов В. В., Таненбаум М. Н.Ф. Хрущев М. М и другие ученые. К основным видам изнашивания рабочих поверхностей подшипников относятся абразивное, коррозионномеханическое, схватывание и усталостное. Абразивное изнашивание происходит в результате разрушения поверхностей сопряженных трущихся деталей за счет срезания и пластического деформирования шероховатостей твердыми посторонними частицами, содержащимися в рабочей жидкости гидросистем. Попадая в зазоры между отверстиями подшипников и цапфами валов, они вызывают повышенный износ сопряженных поверхностей и значительно увеличивают силы трения 9, , . Коррозионномеханическое изнашивание происходит в результате взаимодействия материала трущихся деталей с кислородом воздуха. При этом на поверхности трения образуются пленки оксидов. Разрушение поверхностей трения происходит под действием двух одновременно протекающих процессов коррозии и механического изнашивания . Схватывание представляет собой процесс образования металлических связей сопряженных поверхностей на участках их непосредственного контакта. В случае схватывания пленок оксидов происходит объединение их кристаллических решток. При схватывании неизбежно происходит пластическая деформация поверхностных слоев металла и, как следствие, их упрочнение. Поэтому разрушение металлических связей сопровождается вырыванием частиц металла подшипника и налипанием их на поверхность цапфы вала. Налипшие частицы, имеющие большую тврдость, чем подшипник, при вращении вала царапают его поверхность, что повышает износ. Явление схватывания возникает и развивается при тяжлых условиях нагружения, при наличии высоких скоростей скольжения, больших удельных давлениях и при недостаточном поступлении смазочного материала 9. Для устранения схватывания и уменьшения коррозионномеханического изнашивания в сопряжении валподшипник необходимо повысить показатели поверхностной твердости с учетом совместимости материалов контактирующих деталей , . Усталостное изнашивание подшипника происходит в связи с поверхностными процессами. Оно обусловливается пластической деформацией, внутренними напряжениями и особым явлением усталостью металла , . В ряде работ , установлено, что усталостное изнашивание происходит в результате постепенного и длительного разрушения металла в условиях знакопеременных нагрузок, которые вызывают знакопеременные растягивающие и сжимающие напряжения.