Сущность способов электроимпульсной ускоренной приработки двигателе и поверхностного упрочнения деталей

Наряду с наращиванием изношенных поверхностей автомобильных деталей различными покрытиями с заданными свойствами на кафедре ремонта института разрабатываются передовые технологии приработки сопряженных деталей. К.т.н. доцентами Горностаевым А,И. и Семеренко И.П. на основе электроимпульсной обработки деталей решаются проблемы интенсификации процесса приработки ав­томобильных двигателей. Ускорение приработки двигателей предлагается осуще­ствлять за счет увеличения электроэрозионного износа сопряженных деталей. Для этого к сопряженным деталям во время холодной приработки подаются им­пульсы высокого напряжения (U=7,500-10000 В; I = 5-10 мА).

Схема установки для электроимпульсной приработки двигателей представ­лена на рисунке 3.59.

Сущность способа заключается в подведении импульсов высокого напря­жения к блоку цилиндров и коленчатому валу двигателя. Импульсы высокого на­пряжения приводят к искровым разрядам между микровыступами шеек коленча­того вала и вкладышей, а также между гильзами цилиндров и поршневыми коль­цами. В результате искровых разрядов увеличивается скорость изнашивания де­талей подвижных сопряжений в зонах трения микровыступов, что способствует сокращению продолжительности приработки двигателей после ремонта.

Режим электроимпульсной ускоренной холодной приработки дизеля КамАЗ-740 представлен в таблице 3.11.

Преимущества способа электроимпульсной ускоренной холодной прира­ботки двигателей:

- активный износ трибосопряжений происходит с самого начала приработ­ки двигателя;

- воздействие искровых разрядов приводит к образованию микрочастиц изно­са размером до 1 мкм, что исключает грубые повреждения поверхностей трения;

- в местах микроэрозии поверхностей трения одновременно происходит их упрочнение, а, следовательно, и повышение их износостойкости.

Основной недостаток способа заключается в том, что он базируется на ус­корении износа прирабатываемых деталей, тогда как существуют способы металлоплакирования поверхностей трения, резко снижающие износ за счет введения специальных присадок в смазочную среду.

11. Критерии оценки способов ремонта. Значения коэффициента долговечности для разных способов восстановления

В настоящее время ремонтное производство располагает достаточно боль­шим числом проверенных практикой способов, позволяющих восстановить рабо­тоспособность изношенных и поврежденных деталей. Многообразие способов восстановления позволяет одинаковые дефекты устранять различными способа­ми, но качество (ресурс) восстановленных деталей, затраты труда и материалов на восстановление их работоспособности также будут различными.

Например, самый дешевый с точки зрения затрат труда и материалов способ ремонтных размеров значительно усложняет систему снабжения запасными час­тями, требует больших запасов деталей различной номенклатуры. Многократное использование этого метода приводит к снижению запаса прочности деталей, уменьшению их износостойкости, так как при этом постепенно снимается упроч­ненный различными методами поверхностный слой металла.

Использование способа дополнительных ремонтных деталей требует значи­тельных затрат труда и материалов и экономически не всегда оправдан для дета­лей, имеющих незначительные износы.

Простой и экономичный способ восстановления поверхностей пластиче­ским деформированием для конкретных деталей часто не может быть применим в связи со специфическими особенностями их конструкции.

Наиболее распространенные способы наращивания изношенных поверхно­стей наплавкой в различной степени влияют на структуру, свойства основного металла и последующий ресурс детали, значительно отличаются объемом затрат на их реализацию.

Для выбора того или иного способа восстановления необходимо правильно оценить как сами способы, так и применимость их для восстановления работоспо­собности конкретных деталей. При этом для каждой детали нужно выбрать такой способ, который обеспечивал бы максимальный ресурс и минимальные затраты труда и материалов. Такой способ называют рациональным или оптимальным.

Впервые экспериментальные и теоретические исследования оценки и выбора оптимальных способов восстановления были выполнены проф. В.А. Шадричевым По предложенной им методике, в дальнейшем конкретизированной проф. М.А. Масино оценка и выбор способа восстановления производится с последова­тельным использованием трех критериев: применимости, долговечности и техни­ко-экономической эффективности.

Критерий применимости. Критерий, позволяющий определить принципи­альную возможность использования различных способов восстановления по от­ношению к конкретной детали, называют технологическим или критерием при­менимости. При помощи этого критерия можно выбрать конкретные способы восстановления, приемлемые для данной детали (группы деталей), но нельзя ска­зать, какой из них является лучшим.

Критерии долговечности. Критерий, позволяющий оценить способ вос­становления с точки зрения последующего ресурса детали, называют критерием

долговечности. Он численно выражается коэффициентом долговечности для каж­дого из способов восстановления и каждой конкретной детали или группы конст­руктивно одинаковых деталей. Значение коэффициента долговечности проф. В.А.Шадричев предложил определять по формуле

где К_д - коэффициент долговечности;

К_и - коэффициент износостойкости;

К_в - коэффициент выносливости;

К_с - коэффициент сцепляемости;

К_п -поправочный коэффициент, учитывающий фактическую работоспособ­ность восстановленных деталей в эксплуатации. По физическому смыслу коэффициент долговечности пропорционален сро­ку службы деталей в эксплуатации.

При помощи критерия долговечности можно определенно назвать способ восстановления, который обеспечивает наибольший ресурс детали, но нельзя ска­зать, что этот способ является рациональным, так как неизвестны затраты на его реализацию.

Технико-экономический критерий. Интегральный критерий, связывающий долговечность детали с величиной затрат на ее восстановление и характеризую­щий производительность и экономичность способа восстановления называют технико-экономическим.

Проф. В.А. Шадричев предлагает производить оценку способов восстанов­ления по данному критерию с помощью коэффициента технико-экономической эффективности К_пп> величина которого определяется по формуле

где К_тэ - коэффициент технико-экономической эффективности способа восста­новления;

К_д - коэффициент долговечности;

С_в - себестоимость восстановления детали. Себестоимость восстановления определяется по формуле

где С_пi С_вi С_зi - затраты на выполнение операций по подготовке» восстановле­нию изношенных (поврежденных) поверхностей и оконча­тельной обработке детали.

При укрупненных расчетах себестоимость восстановления подсчитывается по зависимости

где С_м - стоимость материалов, руб.;

С_зп - заработная плата производственных рабочих, руб.; Н- процент накладных расходов, установленный в данном ремонтном органе.

Оценка способов восстановления по технико-экономическому критерию может производиться по зависимости, предложенной В.И. Казарцевым

где С_н - стоимость новой детали, руб.;

С_в - себестоимость восстановления детали, руб.;

Р_в и Р_н ресурс (срок службы) соответственно восстановленной и новой детали, тыс. км.