Повышение долговечности шестеренных гидронасосов восстановлением изношенных рабочих поверхностей комбинированным методом : На примере насоса НШ-50А-3

• Автор: Нуянзин, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 240 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Условия работы круглого шестеренного гидронасоса.

1.2. Техническое состояние и ресурс шестеренных гидронасосов

типа ПШК.

1.3. Анализ причин отказов гидронасосов НШК

1.4. Основные способы восстановления параметров изношенных

деталей шестеренных гидронасосов НШК.

1.5 Использование электроискровой наплавки и холодного газодинамического напыления порошков с целью восстановления
и упрочнения изношенных рабочих поверхностей деталей из алюминиевых и медных сплавов.

1.5.1. Электроискровая обработка металлов.

1.5.2. Холодное газодинамическое напыление металлических и оксидных порошковых материалов на изношенные
поверхности деталей.
1.6. Цели и задачи исследования.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА ГИДРОНАСОСОВ НШК ВОССТАНОВЛЕНИЕМ ИЗНОШЕННЫХ
ДЕТАЛЕЙ КОМБИНИРОВАННЫМ МЕТОДОМ.
2.1. Факторы, определяющие ресурс гидронасосов НШК,
и пути его повышения
2.2. Прогнозирование наработки сопряжений до отказа и
ресурса агрегата по результатам стендовых испытаний гидронасоса.
2.3. Исследования зазоров сопряжений гидронасоса,
определяющих его объмный коэффициент полезного действия
2.4. Теоретическая оценка внутренней утечки жидкости
через зазоры гидронасоса статистическим моделированием
2.5. Оптимизация режимов электроискровой обработки для восстановления и упрочнения изношенных поверхностей платиков
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКИ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Программа исследований.
3.2. Методика проведения входного стендового контроля.
3.3. Методика микрометражных исследований и
обработка экспериментальных данных
3.4. Методика выбора оптимальных режимов ЭИО
3.5. Методика проведения многофакторного эксперимента по выбору оптимальных режимов электроискровой
наплавки при упрочнении платиков
3.6. Методика металлографического анализа модельных образцов.
3.7. Методика нанесения покрытий газодинамическим
напылением и определения их физикомеханических свойств
3.8. Методика триботехнических испытаний поверхностей, восстановленных электроискровым методом
3.9. Методика стендовых и эксплуатационных испытаний восстановленных гидроагрегатов.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
4.1. Результаты входного стендового контроля насосов.
4.2. Результаты первичной дефектации и микрометражных исследований.
4.3. Результаты проведения многофакторного эксперимента
с уточненными интервалами факторов варьирования
4.4. Результаты выбора рациональных режимов ЭИО
4.5. Результаты металлографических исследований
4.6. Результаты определения физикомеханических свойств покрытий, образованных холодным газодинамическим
напылением порошков
4.7. Результаты триботехнических испытаний поверхностей, упрочненных электроискровым методом
4.8. Результаты стендовых и эксплуатационных
испытаний гидронасосов.
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ КРУГЛЫХ ШЕСТЕРЕННЫХ НАСОСОВ И ОЦЕНКА ЕГО
ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
5.1. Разработка технологического процесса восстановления
круглых шестеренных насосов
5.2. Оценка экономической эффективности предложенных разработок
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Основная доля отказов в гарантийный период эксплуатации носят производственный характер, а после гарантийный период эксплуатационный. По данным 2 доля отказов агрегатов гидросистемы комбайнов ДонБ в гарантийный период эксплуатации составляет , а насосов 2,9 . Почти все отказы в работе гидросистемы связаны с некачественным изготовлением и сборкой, низким контролем за производственным и технологическим циклами. Отказы гидросистемы требуют больших трудозатрат на диагностирование причин их возникновения и часто требуют замены агрегата. Эксплуатационные отказы возникают при несоблюдении инструкций по применению, низкого качества обслуживающего персонала, загрязнения масла абразивами, а также в результате естественного износа деталей сопряжений. Анализ литературных источников 3, 5, 6, , , , , , , , , , , , , , , , , и предварительные экспериментальные исследования показали , что основными элементами шестеренного насоса типа НШК, влияющими на его ресурс, являются сопряжение торец шестерни плати к, цапфа шестерни обойма поджимная и головка зубьев шестерн колодец обоймы. На безопасность и долговечность гидронасосов в условиях эксплуатации влияют характер нагрузки и режим работы легкий, средний и тяжелый, а также свойство рабочей жидкости и е состояние. К рабочим жидкостям гидросистем предъявляются повышенные требования с точки зрения постоянства при эксплуатации химических, физических и других параметров . При работе гидронасоса его детали, в основном, подвергаются абразивному изнашиванию, схватыванию, смятию, окислительному и эрозионно кавитационному изнашиваниям. Абразивное изнашивание происходит при использовании рабочей жидкости с посторонними примесями, т. Этому изнашиванию подвержены корпус, подшипниковая и поджимная обоймы, платики и цапфы шестерен, т. ВНаливайко и М. И.Черновол в своих работах показали , что до шестерен выбраковывается изза абразивного изнашивания. Схватыванию в большей степени подвергается сопряжение цапфа шестерни обойма поджимная при некачественной обработке и неправильной сборке насосов. Смятие характерно для стыковых поверхностей платиков насоса, т. Практически у каждого насоса наблюдается торцовое смятие платиков. Эрозионнокавитационное изнашивание у шестеренных насосов наблюдается в колодцах поджимной обоймы и шестернях. Оно представляет собой совокупность двух видов воздействий эрозии и кавитации. При кавитации резко снижается коэффициент подачи насосов. С ее появлением возникает характерный шум в работе насоса, жидкость эмульгируется, давление в нагнетательной магистрали начинает резко колебаться, возрастающие ударные нагрузки на детали насоса вызывают преждевременный износ. Окислительному изнашиванию подвержены цапфы, торцы шестерен. Обычно окисление происходит совместно с другими видами изнашивания кавитация, эрозия и т. Анализ причин отказов круглого шестеренного гидронасоса показал, что нет достоверных данных о степени влияния износа сопряжений торец шестерни платик, цапфа шестерни обойма поджимная, наружный диаметр шестерни колодец обоймы на потерю работоспособности и ресурс гидронасоса. Поэтому одной их основных задач данного исследования является определения степени воздействия износов этих сопряжений коэффициентов значимости этих факторов на напорное давление, производительность и объмное КПД насоса. Знание степени воздействия факторов на технический уровень и долговечность насоса позволит оптимизировать технологический процесс ремонта с целью восстановления не менее 0 ресурса путм выравнивания и повышения износостойкости сопряжений торец шестерни платик, цапфа шестерни обойма, наружный диаметр шестерни колодец обоймы. Наилучшим решением при ремонте будет создание равно износостойких сопряжений. Решить такую задачу можно путм применения ресурсосберегающих технологий восстановления изношенных рабочих поверхностей, позволяющих в широком диапазоне изменять физикомеханические свойства пар трения скольжения. В настоящем времени разработано множество методов восстановления изношенных рабочих поверхностей насосов, к которым относятся метод изготовления новой детали и метод нанесения покрытий рис.