WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 8 |

«Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. ...»

-- [ Страница 2 ] --

Применительно к деталям системы охлаждения существует несколько способов борьбы с коррозией. Можно защищать металл от нее, уменьшая агрессивность среды, в частности введением в эту среду ингибиторов – замедлителей коррозийных процессов. Например, к охлаждающим этиленгликолевым жидкостям добавляют антикоррозионную присадку, в состав которой входят 2,5…3,5 г/л динатрийфосфат и 1 г/л декстрина. Первый защищает от коррозии детали из чугунов и сталей, а второй – из алюминиевых и медных сплавов.

Или покрывать металлическую поверхность не поддающимся коррозии материалом. Например, оксидные покрытия, сформированные на алюминиевых сплавах способом МДО, являются электрохимически инертными [1].

Рисунок 1 - Изношенная поверхность под крыльчатку водяного насоса крышки распределительных шестерён двигателя ЗМЗ-53 из литейного алюминиевого сплава.

Постановка задачи. В ремонтном производстве известна технология восстановления деталей из алюминиевых сплавов аргонодуговой наплавкой [2]. Однако восстановленные детали характеризуются наличием значительных внутренних напряжений и низкой коррозионной стойкостью. Разработанная нами технология восстановления крышек распределительных шестерен двигателя ЗМЗ-53 газотермическим напылением с последующим упрочнением МДО позволяет избавиться от выше перечисленных недостатков.

восстановления крышки распределительных шестерен двигателя ЗМЗ-53 заключается в следующем. Вначале производят предварительную подготовку детали, включающую фрезерование восстанавливаемой поверхности на вертикально фрезерном станке до выведения следов изнашивания и обезжиривание её бензином или уайт-спиритом. Далее обрабатываем поверхность под напыление абразивом с помощью ДИМЕТа [3]. Корундом К-00-04-16 обрабатываем до появления хорошей шероховатости. Хорошая шероховатость основа прочного сцепления покрытия с деталью. После этого напыляем основным порошком составом А-80-13. Для повышения адгезии лучше сначала нанести тонкий слой покрытия в режиме 1 или 2 на все места будущего напыления.

Затем в режиме 3 (при значительном износе для экономии основную массу наносить в режиме 4) заполняем всю восстанавливаемую поверхность.

восстанавливаемой поверхности – её расточку на вертикально фрезерном станке. Режим черновой расточки: частота вращения фрезы – 1500 мин-1, глубина резания – 0,8…1,0 мм, подача – 0, мм/мин. Режим чистовой расточки: частота вращения фрезы – 1800 мин-1, глубина резания – 0,1 мм, подача – 0,15 мм/мин.

Расточку ведут до определённых размеров с учётом их увеличения при микродуговом оксидировании.

Таблица 1 - Результаты сравнительных испытаний на 1. Метод приращения поверхности 2. Температура приращения восстанавливаемой поверхности, С 3. Микротвёрдость, МПа:

оксидированием - после приращения микродуговым оксидированием Далее осуществляют упрочнение восстанавливаемых поверхностей крышки распределительных шестерен двигателя ЗМЗ-53 микродуговым оксидированием в щелочном электролите следующего состава: едкий калий – 1 г/л, жидкое стекло – 6 г/л. Режимы обработки: плотность тока – 15 А/дм2, температура электролита – 15…25 С, продолжительность – час. Прирост размеров составляет 70…90 мкм [4].

упрочняющих покрытий деталей оценивали в соответствии с методикой, изложенной в ГОСТ 9.302-88 «Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля». Результаты сравнительных испытаний на коррозионную стойкость представлены в таблице.

Выводы. Предлагаемая технология восстановления изношенных деталей из алюминиевых сплавов на примере поверхности под крыльчатку водяного насоса крышек распределительных шестерён двигателя ЗМЗ-53 позволяет более чем в 8 раз снизить температуру восстанавливаемых поверхностей при приращении, тем самым, исключив их перегрев, а также увеличить микротвёрдость (более чем в 10 раз после упрочнения микродуговым оксидированием), и коррозионную стойкость (более чем в 7 раз после упрочнения микродуговым оксидированием) восстановленных поверхностей, тем самым значительно увеличить долговечность деталей при эксплуатации, после восстановления.

1. Суминов И. В. Микродуговое оксидирование (теория, технология, оборудование) [Текст] / И. В. Суминов, А. В.

Эпельфельд, В.Б. Людин [и др.]. – М.: ЭКОМЕТ, 2005. – 368 с.:

ил.

2. Надёжность и ремонт машин [Текст] / В. В.

Курчаткин, Н. Ф. Тельнов, К. А. Ачкасов [и др.];

под ред. В.

В. Курчаткина. – М. : Колос, 2000. - 776 с.

3. Установка для газодинамического напыления Дегтярев М.Г., Денисьев С.А., Ченский А.Ю. Сельский механизатор. 2009. № 4. с. 9.

4. Новиков А. Н. Восстановление и упрочнение деталей из алюминиевых сплавов микродуговым оксидированием [Текст] : учеб. пособие / А. Н. Новиков, А. Н. Батищев, А.В.

Коломейченко [и др.] – Орёл : ОрёлГАУ, 2001. - 99 с.

RESTORATION OF ELEMENTS OF ALUMINIUM ALLOYS

APPLYING THERMAL SPRAYING WITH THE

FOLLOWING MICRO ARC OXIDATION HARDENING IN

CASE OF

TIMING GEAR COVER OF ENGINE ЗМЗ-

Dogaev D.S., Denisyev S.A., Chernyshov N.S.

Key words: thermal spraying, micro arc oxidation, hardening The work is devoted to the development of the technology restoration of worn elements made of aluminium alloys in case of the surface under the water pump impellar of timing gear cover of engine ЗМЗ-53 applying thermal spraying with the following micro arc oxidation to increase the elements durability during the exploitation after restoration.

УДК 621.794.

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПОКРЫТИЙ,

СФОРМИРОВАННЫХ ХОЛОДНЫМ

ГАЗОДИНАМИЧЕСКИМ НАПЫЛЕНИЕМ

Иконников С.Ю., студент 1 курса факультета «Агротехника Найчный руководитель - Кузнецов Ю.А. доктор технических ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный Ключевые слова: холодное газодинамическое напыление, покрытие, износостойкость, смазка.

Приведены результаты исследований износостойкости покрытий, сформированных холодным газодинамическим напылением.

Исторически возникновение способа сверхзвукового газодинамического напыления (ГДН) можно связать с обнаружением советскими учеными (А.П. Алхимовым, В.Ф.

Косаревым и А.Н. Папыриным) в середине 80-х годов 20-го века эффекта закрепления металлических частиц на лобовой поверхности преграды при ее обтекании сверхзвуковым двухфазным потоком [1]. Сущность открытия заключалась в том, что была установлена некоторая пороговая скорость, при которой холодные напыляемые частицы образовывали плотное покрытие. Названный авторами методом «холодного»

газодинамического напыления, этот способ формирования покрытий за счет высокой кинетической энергии нерасплавленных металлических частиц в настоящее время известен в мире как «Cold Spray» («холодное напыление»).

Необходимо отметить, что в наиболее распространенных газотермических способах нанесения покрытий для их формирования из потока частиц необходимо, чтобы падающие на основу частицы имели высокую температуру, обычно выше температуры плавления материала. При газодинамическом напылении, это условие не является обязательным, что и обуславливает ее уникальность. В данном случае с твердой основой взаимодействуют частицы, находящиеся в нерасплавленном состоянии, но обладающие очень высокой скоростью [2,3].

На рис. 1, в качестве примера, представлена микроструктура покрытия, полученного холодным ГДН на стальной основе.

Износостойкость является одной из важнейших эксплуатационных характеристик напыленных покрытий.

полученных «холодным» газодинамическим напылением были выбраны металлические порошки производства Обнинского центра порошкового напыления на основе алюминия (А-80-13), никеля (N3-00-02) и меди (C-01-11). Напыление покрытий на образцы (диски) производили на установке «ДИМЕТ-403».

Толщина напыленных покрытий составляла 0,3 мм;

рабочую поверхность шлифовали до чистоты Ra = 0,8. Контробразцы (колодки) изготавливали из чугуна СЧ 21 ГОСТ 1412.

Сравнительную износостойкость поверхностей образцов исследовали в условиях граничной смазки на машине трения ИИ 5018 по схеме «колодка-ролик».

обеспечивали равномерной подачей к поверхности трения веретенного масла. Для ускорения изнашивания в рабочую жидкость добавляли абразив, приготовленный из кварцевого песка с дисперсностью 3 мкм. Концентрация абразивного Продолжительность испытаний составляла 60 часов.

Значения износа колодки и ролика определяли гравиметрическим методом, с использованием весов ВЛР-200.

Результаты проведенных исследований представлены на рис. 1.

Было установлено, что покрытия, полученные из порошка марки N3-00-02, обладают самой высокой износостойкостью. Самую низкую износостойкость имеют покрытия, сформированные из порошка А-80-13.

Рисунок 1 – Результаты сравнительных испытаний покрытий на изнашивание на машине трения ИИ На рис. 2, представлены результаты исследований износостойкости покрытий, полученные с помощью установки ИМ-01 с использованием плоских образцов, изготовленных из стали 08ПС. На данных образцах «холодным» ГДН были сформированы покрытия из порошка А-80-13. Для сравнительных испытаний использовались образцы, изготовленные из алюминиевого сплава АЛ5 и стали 45. Анализ представленных данных показывает, что износостойкость покрытия из металлического порошка А-80-13, примерно соответствует износостойкости сплава АЛ5 и в 1,6….1,8 раза выше износостойкости стали 45.

Рисунок 2 – Результаты сравнительных испытаний на изнашивание на установке ИМ- Таки образом, покрытия, полученные сверхзвуковым «холодным» ГДН обладают достаточно высокой износостойкостью и в ряде случаев могут быть рекомендованы для восстановления изношенных деталей.

Алхимов, А.П. Холодное газодинамическое напыление.

Теория и практика [Текст] / А.П. Алхимов, С.В. Клинков, В.Ф.

Косарев. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. – 536 с.

Каширин, А.И. Метод газодинамического напыления металлических покрытий: развитие и современное состояние [Текст] / А.И. Каширин, А.В. Шкодкин. – Упрочняющие технологии и покрытия, №12, 2007., с. 22-32.

Кузнецов, Ю.А. Инновационные способы газотермического напыления покрытий. Монография. [Текст] / Ю.А. Кузнецов, В.В. Гончаренко, К.В. Кулаков. – Орел: изд-во ОрелГАУ, 2011. – 124 с.

INVESTIGATION OF WARE RESISTANCE OF

COATINGS, FORMED BY COOL GAS DYNAMIC

SPRAYING

Кey words: cool gas dynamic spraying, coating, ware resistance, lubrication.

The results of investigation of ware resistance of coatings formed by cool gas dynamic spraying are given.

УДК 621.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ МАШИН МЕТОДОМ

ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ

Кадушкин А.С., Костин М.В. студенты 3 курса инженерного Научный руководитель – Степанидина О.Н.

ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина»

Ключевые слова: деформация, напряжение, деталь, инструмент, эксплуатация.

Работа посвящена одному из методов восстановления и упрочнения деталей – поверхностной пластической деформации.

Поверхностное пластическое деформирование (ППД) — это метод обработки деталей без снятия стружки, при котором пластически деформируется только поверхностный слой деталей. Под давлением деформирующего инструмента микровыступы (микронеровности) поверхности детали пластически деформируются (сминаются), заполняя микровпадины обрабатываемой поверхности, что способствует повышению твердости поверхностного слоя. Более того, в поверхностном слое возникают благоприятные сжимающие напряжения, что способствует повышению усталостной прочности на 30…70%, износостойкости–в 1,5…2 раза, значительно снижается шероховатость поверхности упрочняемой детали.

Для облегчения пластического деформирования деталь предварительно подогревают, что резко повышает пластичность металла. Так, при нагреве деталей до 900°С прилагаемую нагрузку можно снизить до 0,5…0,6 МПа. Особенно эффективным является упрочнение деталей, имеющих конструктивные или технологические концентраторы напряжений, выточки, галтели и др.

Достоинством ППД является технологическая универсальность и экономичность метода. По характеру взаимодействия инструмента с деталью методы ППД подразделяется на статические и ударные. Статическое ППД осуществляется перемещением инструмента вдоль обрабатываемой поверхности с постоянной или закономерно изменяющейся силой деформирования Р или глубиной внедрения h (рис. 1, а). В зоне контакта инструмента с деталью образуется область пластического течения — очаг деформации (ОД), размеры которого зависят от технологических факторов.

При перемещении инструмента последовательно деформируется поверхностный слой детали. Ударное ППД осуществляется нанесением инструментом случайно распределенных (рис. 1, б) или регулярных ударов (рис. 1, в) по детали.

Рисунок 1 – Схемы статического (а) и ударного (б) и (в) ППД Размеры ОД зависят от кинетической энергии, сообщаемой инструменту. Обработку ведут так, чтобы пластические отпечатки покрыли обрабатываемую поверхность с определенной степенью перекрытия. Физические представления об упрочнении деталей ППД. Основным механизмом холодной пластической деформации металлов и сплавов является внутризеренное сдвиговое перемещение одних частей кристалла относительно других, осуществляемое с помощью многочисленных видов движения дислокации по плоскостям скольжения.

С накоплением деформации дислокации размножаются, взаимодействуют между собой и другими дефектами кристаллического строения, в результате чего их движение затрудняется, а напряжение пластического течения и твердость металла (0,32 НВ) растут. Увеличение сопротивления пластической деформации называется деформационным упрочнением (наклепом) (рис. 2).

Зависимость от степени деформации сдвига Г определяется опытами на растяжение, сжатие или др., однако, согласно гипотезе о единой кривой упрочнения, эта зависимость будет справедлива и для ППД. Если пластическая деформация сопровождается значительным выделением тепла, то это может привести к снижению, т.е. к разупрочнению.

Рисунок 2 – Кривые упрочнения Скорость деформирования в диапазоне 10х4...10х2 см- мало изменяет вид зависимости, однако при больших скоростях возрастает, что надо учитывать при ударных методах ППД.

После достижения определенного значения Г рост практически прекращается.

Для каждого материала имеется такое значение накопленной деформации, превышение которого не приводит к дальнейшему упрочнению металла. Более того, при чрезмерном увеличении произойдет сильное снижение ресурса пластичности металла и, как следствие, снижение эксплуатационных характеристик детали.

Параметры состояния поверхностного слоя деталей, наиболее существенно влияющие на их долговечность (шероховатость, степень и глубина упрочнения, остаточные напряжения, степень исчерпания ресурса пластичности металла и др.), зависят от размеров и напряженно-деформированного состояния ОД, накопленной деформации, которые, в свою очередь, зависят от материала детали и технологии ППД.

1. Гуляев А.П. «Металловедение», М: Металлургия, 1986 г.

2. Лившиц Б.Г. «Металлография», М.: Металлургия, 1990 г.

3. http://tehnoinfo.ru 4. www.labstend.ru

RESTORATION OF DETAILS OF CARS BY A METHOD OF

PLASTIC

DEFORMATION

Kadushkin A. Kostin M. students 3 courses of engineering faculty The research supervisor – Stepanidina O. N.

Keywords: deformation, tension, detail, tool, operation.

Article is devoted to one of methods of restoration and hardening of details – superficial plastic deformation.

УДК 621.

ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПАР ТРЕНИЯ

Кукушкин В.В., студент 3 курса инженерного факультета Научный руководитель – Прошкин Е.Н., кандидат технических наук, доцент;

Салахутдинов И.Р., кандидат технических ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина»

износостойкость, сила трения, эффект «избирательного переноса».

износостойкости пар трения борьбы с износом, заключающийся в предельном снижении прочности поверхностного слоя и освобождении его от пленок, мешающих свободному формоизменению получившим название эффекта «избирательного переноса.

Проблема износостойкости деталей машин — это проблема их долговечности и надежности. Учет физико химических процессов, протекающих в поверхностных слоях трущихся тел, приводит к пересмотру традиционных представлений о методах борьбы с износом.

Ранее для борьбы с изнашиванием стремились повысить твердость трущихся поверхностей, но этот способ только частично обеспечивал выполнение поставленной задачи, он не смог удовлетворять всем требованиям. Концепция о защитной роли окисной пленки, возникающей на поверхности трения и выполняющей роль брони, которая защищает нижележащий металл от изнашивания, также оказалась не универсальной.

Усилия защитить поверхностный слой от изнашивания разделением трущихся поверхностей слоем смазочного материала, посредством пленок химических соединений (окислов) и увеличением твердости или прочности самого материала оказались недостаточно эффективными.

Рисунок 1 - И.В. Крагельский Рисунок 2 - Д.Н. Гаркунов Д.Н. Гаркунов и И.В. Крагельский (рис. 1-2) предложили принципиально новый путь борьбы с износом, заключающийся в предельном снижении прочности поверхностного слоя и освобождении его от пленок, мешающих свободному формоизменению. Для повышения износостойкости поверхностного слоя ему придают максимальную подвижность, обеспечивающую высокую скорость релаксации возникающих при трении напряжений. При таких условиях в поверхностном слое не должны накапливаться дефекты, приводящие к усталостному разрушению, - должен протекать процесс «самозалечивания». Этот способ получил название эффекта «избирательного переноса». При избирательном переносе в паре трения на участках контакта вследствие повышения температуры и давления, а также деформации поверхностных слоев происходят своеобразные хемосорбционные процессы, в результате которых с поверхности медного сплава удаляются атомы примесей легирующих элементов, поверхность в тонком слое обогащается медью и как бы ожижается. Новый мягкий и тонкий слой на поверхности обеспечивает минимальное трение и почти полностью воспринимает деформацию. Процесс деформации поверхностного слоя происходит в восстановительной среде, окисные пленки на новом медном слое не образуются, и дислокации в этом слое свободно перемещаются и выходят на поверхность.[1] На процесс избирательного растворения накладывается процесс адсорбированного понижения прочности. Оба эти процесса приводят к снижению прочности тонкого поверхностного слоя, что уменьшает силу трения. Установлено, что при работе пары трения в режиме избирательного переноса поверхностный слой имеет меньшее число дислокаций, чем нижележащие слои. Также необходимо для осуществления избирательного переноса освобождать металлические поверхности от каких-либо окисных пленок, мешающих выходу дислокаций на поверхность.

электрохимический процесс растворения анодных компонентов сплава поверхностно активных веществ (ПАВ) смазки в тонком поверхностном слое металла при трении, активированный и ускоренный деформацией этого слоя. Особенность процесса состоит в том, что без трения такое растворение ПАВ происходило бы намного медленнее. Избирательное растворение анодных компонентов сплава в зависимости от содержания ПАВ приводит к большему или меньшему снижению прочности поверхностного слоя или даже к полному его разрушению. Адсорбционное действие ПАВ распространяется лишь на два-три параметра решетки, и при избирательном переносе растворение анодного компонента может произойти в слое глубиной до 1 мкм [2].

Повышение износостойкости пары трения в режиме избирательного переноса обусловлено тем, что частицы износа не уходят из зоны трения, а, взаимодействуя со смазкой, образуют суспензию, при разрушении которой на паре трения образуется слой меди. В установившемся режиме процессы образования суспензии и ее разрушение находятся в динамическом равновесии.

Использование эффекта избирательного переноса в парах трения получило в последнее время относительно широкое распространение благодаря реализуемому низкому коэффициенту трения и малому износу по сравнению с граничной смазкой. Эффект находит применение там, где обычные минеральные смазочные материалы неприменимы.

Речь идет о смазывании растворами солей и кислот, водой, различными эмульсиями. В связи с различием свойств смазочных сред получил развитие ряд модификаций избирательного переноса.

Д. Н. Гаркунов указывает, что износ при избирательном переносе может быть снижен до нуля, а коэффициент трения до значения при жидкостной смазке. При использовании пластичного смазочного материала на основе ЦИАТИМ-201 с добавкой порошков меди, бронзы, латуни или их окислов явление избирательного переноса проявляется при трении стали по стали, стали по чугуну, чугуна по чугуну.

В настоящее время избирательный перенос используется или апробирован в автомобилях, металлообрабатывающих станках (направляющие, пара винт - гайка), двигателях внутреннего сгорания и судовых механизмах, кузнечно прессовом оборудовании, редукторах, химическом оборудовании и электробурах, нефтепромысловом оборудовании и в различных приборах.

1. Гаркунов Д.Н., Крагельский И.В., Поляков А.А.

Избирательный перенос в узлах трения (эффект безопасности).

Под ред. П.А. Ребиндера. М. Транспорт 1969г.

2. Трение, изнашивание и смазка. Под ред. И.В. Крагельского и В.В. Алисина. Справочник. Книга 2.

INCREASE OF WEAR RESISTANCE OF COUPLES OF

FRICTION

Kukushkin V.V., Proshkin E.N. Salahytdinov I.R.

Keywords: wear, wear, wear resistance, friction force, effect of "selective transfer".

In article questions of increase of wear resistance of couples of friction of fight against the wear, consisting in limit decrease in durability of a blanket and its release from the films disturbing to free forming received the name of effect of "selective transfer" are considered.

УДК 621.

УПРОЧНЕНИЕ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ШЛИЦЕВ

НА ВАЛАХ ПРИ ФОРМООБРАЗОВАНИИ ИХ

ХОЛОДНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ

НА ПОЛЫХ ЗАГОТОВКАХ

Лушин И.С., Гришин М.О. студенты 3 курса инженерного Научный руководитель - Федотов Г.Д. кандидат Бадыков М.М. старший преподаватель ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина»

Ключевые слова: пластическое деформирование, твёрдость, накатывание, шлицевый вал.

Исследован процесс упрочнения шлицевых валов при холодном пластическом деформировании. Проведено сравнение упрочнения шлицевых валов полученных пластическим деформированием заготовки с отверстием и без отверстия.

Получены зависимости твёрдости шлицевых валов в различных сечениях.

Износостойкость шлицевых валов, полученных пластическим деформированием выше изготовленных резанием на 30…40% [1]. Накатанные зубья при скручивании на 10…20% прочнее фрезерованных. При пластическом формообразовании структура не разрушается и зерна расположены по контуру профиля зубьев, что повышает их усталостную прочность.

В настоящее время шлицевые профили на валах формируются за несколько проходов. Это способствует уменьшению усилия деформирования в 3…5 раз по сравнению с однопроходным накатыванием [1]. Глубина подбивки (смещения роликов в радиальном направлении) рассчитывается таким образом, чтобы за каждый проход вытеснялся металл равного объёма, при этом длина поковки за каждый проход увеличивается на 2 мм[1]. Для улучшения условий деформирования и исключения встречного течения металла высверливается отверстие в заготовке на всю глубину шлицев[2].

Глубина, степень упрочнения шлицев представлены на рис. 1. Поковки из стали 45 под накатывание шлицев были с исходной твёрдостью HV 156…207. Изменение твёрдости поковки по длине и сечению не превышало 20 единиц.

Степень упрочнения определяется по выражению:

где H max - максимальная твёрдость после накатки;

H 0 - начальная твёрдость.

неравномерность твёрдости. Равное упрочнение сплошных валов достигается по всей высоте шлица (рис. 1 б, в,г). Здесь отмечено увеличение твёрдости на 50%. Твёрдость уменьшается от периферии к центру. Несколько меньше упрочнение на боковых поверхностях шлиц на валах с отверстиями: твёрдость здесь увеличелась на 42% (рис. 1 б, в, г). Твёрдость по галтелям (сечение III-III) увеличилась на 40%, а на боковых поверхностях шлица на 37% (сечения I-I, II-II).

Несколько иначе распространяется твёрдость во впадине и по наружному диаметру шлица. Максимальная твёрдость во впадине наблюдается на расстоянии 1…2 мм от периферии (кривая IV- IV);

она увеличелась на 30% как для валов с отверстием, так и для валов без отверстия. На контактной поверхности твёрдость повысилась на 18%. Такое относительное уменьшение твёрдости на контактной поверхности объясняется тем, что по впадине образуется так называемая «зона застоя», т.е. течение металла не происходит из-за сил трения между инструментом и заготовкой (рис. 1).

В центре вала твёрдость увеличилась на 16% (рис. 1 г).

При накатывании валов без отверстия, основная масса смещённого металла (70…75%) идёт на удлинение заготовки.

При накатывании зёрна металла в поперечном сечении сильно деформированы и вытянуты по контуру впадины, особенно на боковых поверхностях и по углу перехода боковой поверхности шлица к впадине. Это связано с направлением течения металла во время деформирования.

Металл при деформировании валов без отверстия, движется в осевом направлении, увеличивая длину вала, и в радиальном- увеличивая внешний диаметр вала и его конфигурацию. При деформировании валов с отверстием металл движется в осевом направлении и к центру вала, уменьшая величину внутреннего отверстия. Исключение встречного течения металла способствует снижению усилия деформирования, величины напряжения на разделительной кромке ролика.

Рисунок 1 – Изменение твёрдости в поперечном сечении вала:

а – направление распределения секущих плоскостей;

б – в поперечном сечении шлица по вершине;

в – в поперечном сечении шлица по центру;

г – в поперечном сечении шлица по основанию;

д – от внутреннего диаметра до центра вала:

—— вал без отверстия;

—— вал с отверстием Вывод: Для улучшения условий деформирования и повышения стойкости инструмента нами рекомендуется высверливать отверстие в поковке на всю глубину шлицев, что мало влияет на эффективность упрочнения шлицевых профилей по всем направлениям (рис. 1 б, в, г, д).

Проскуряков Ю. Г., Осколков А. И., Торхов А. С. и др.

Обработка деталей без снятия стружки. Барнаул, Алт. кн. Изд., 1972. – 176 с.

Пат. 2240196 Российская Федерация, МПК7 В 21 Н 5/ Способ продольного многопроходного накатывания профилей на валах/ Г. Д. Федотов, Ю. Б. Дриз, М. М. Бадыков, В. Н.

Желнов;

заявитель и патентообладатель Ульяновская ГСХА. № 2003107068;

заявл. 14.03.2003;

опубл. 20.11.2004. Бюл. № 32. –

HARDENING RECTANGULAR SLOT ON SHAFTS IN

SHAPING THEIR COLD PLASTIC DEFORMATION ON

THE HOLLOW BILLET

Lushin I.S., Grishin M.O., Fedotov G.D., Badykov M.M.

Key words: plastic deformation, accuracy, thickness of splines, straight linearity of splines, splined shaft.

The hardening process of splined shafts under cold plastic deformation has been studied. The comparative study of hardening splined shafts obtained by plastic deformation of the workpiece with opening and without it has been done. The hardness function of splined shafts at various sections has been obtained.

УДК 621.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ

ПОРШНЕЙ АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ИЗ

ВТОРИЧНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Лущик А.А., студент 3 курса факультета Научный руководитель – Андрушевич А.А., доцент, кандидат УО «Белорусский государственный аграрный технический университет», Минск, Республика Беларусь Ключевые слова: литьё, поршень, алюминиевый сплав, двигатель, кокиль.

Работа посвящена совершенствованию технологии литья поршней дизельных двигателей из вторичных алюминиевых сплавов литьём в кокиль с использованием метода самозаполнения. Рафинирующее-модифицирующая обработка сплава АК12ММгН, полученного из отходов, обеспечивает получение механических свойств на уровне предъявляемых требований.

Введение. Поршень двигателя внутреннего сгорания, являясь одной из наиболее нагруженных деталей шатунно кривошипного механизма, подвергается не только большим давлениям, но и высоким температурам. Поршень, как и многие другие детали двигателя, отличается большой разностенностью и наличием значительных массивов, что существенно затрудняет возможность получения плотной однородной структуры отливки без усадочных и газо-усадочных дефектов.

Материалы и методы исследования. Поршень должен иметь сравнительно небольшую массу с целью уменьшения сил инерции, возникающих при возвратно поступательном движении, и обладать большей теплопроводностью. Этим требованиям вполне соответствуют поршни из алюминиевых сплавов. Поэтому на отечественных автотракторных двигателях поршни из этих материалов получили широкое применение [1].

целесообразнее применять литьё в кокиль [2]. Для изготовления отливок поршней либо используют готовые сплавы в чушках, либо получают сплав из первичных материалов. Технические условия на алюминиевые сплавы для производства поршней регламентированы ГОСТ 30620-98. Поршни двигателей Д- трактора МТЗ изготавливаются из первичного алюминиевого сплава АК12ММгН (рис. 1). Сплав, содержащий 12 % кремния, обладает, по сравнению с ранее применявшимся сплавом АК5М7, значительно лучшими механическими свойствами при нагревании [3]. Исследования показали, что поршни из сплава АК12ММгН имеют почти в 5 раз больший срок службы.

Получение заготовок поршня, производимого из вторичного сплава, позволит получить значительный экономический эффект, связанный с отсутствием необходимости закупки нового материала и отсутствием отходов отработавших деталей.

Переплав отходов проводили в индукционной печи ИСТ-1,0 в графитовом тигле ТГ-150 при температуре 760- С целью получения мелкозернистой структуры сплав модифицировали, изменяли процесс эвтектической кристаллизации. Образующаяся эвтектика содержит округлые мелкодисперсные включения эвтектического кремния и не содержит его первичных выделений. Такая схема модифицирования поршневых сплавов эвтектического состава принята на заводах СНГ, США и большинства фирм Западной Европы.

Рисунок 1 – Отливка поршня дизельного двигателя Д- производства Минского моторного завода Жидкий сплав при температуре 740 °С переливали вместе с флюсом в раздаточную электрическую печь с графитовым тиглем ТГ-150. С поверхности металла после заполнения печи и выстаивания снимали флюс и проводили дегазацию сплава продувкой аргоном в течении 10-12 минут через газораспределительный элемент. После окончания продувки на поверхность сплава при температуре 720-740 °С насыпали просушенный флюс и выдерживали 8 минут.

Приготовленный сплав заливали в кокиль для получения отливки поршня Д-240. Для изучения загрязненности приготавливаемого сплава окисными включениями по методу Добаткина.

При производстве отливок поршней методом литья в кокиль существенный эффект возможен при использовании метода самозаполнения. Метод самозаполнения заключается в заливке приготовленного расплава в чашу, являющуюся частью кокиля. После чего кокиль из горизонтального положения поворачивается в вертикальное положение и расплав через питатели медленными потоками поступает в верхнюю (прибыльную) часть формы и далее по форме – на верхнюю часть формирующейся отливки. По мере заполнения нижней части кокиля и дальнейшего поворота его начинают заполняться лежащие выше слои отливки. Тем самым обеспечивается направленность питания и кристаллизации отливки. За счет скорости поворота можно найти оптимальное соотношение между скоростью кристаллизации и скоростью заполнения кокиля.

Значительно уменьшается требуемый объем прибылей, которые необходимы теперь только для питания верхних частей отливки.

При такой схеме формирования отливки литниково-питающая система составляет не более 20% от чистой массы отливки.

Твердость HB по методу Бринелля определяли на обработанной поверхности образцов сплава при нагрузке кг закаленным шариком диаметром 10 мм.

Результаты и их обсуждение. Вторичный сплав АК12ММгН, полученный из отходов, обладает достаточным уровнем механических и технологических характеристик, согласно ГОСТ 1583 – 93, 30620 – 98. По своим технико экономическим показателям он не уступает аналогичным первичным сплавам, применяемыми зарубежными предприятиями, такими как «Мотордеталь» (Россия), «Фата»

(Италия) и «Мале» (Германия). Средние значения твердости и предела прочности этих первичных сплавов составляют твердость 95 HB, предел прочности в=180 МПа.

Заключение. Исследование структуры и свойств вторичного сплава АК12ММгН, полученного по разработанной технологии из отходов производства, показали, что они соответствуют требованиям стандартов России и Беларуси и условиям эксплуатации поршней тракторного дизельного двигателя Д-240. Поршни, производимые из вторичного сплава, после специальной модифицирующей обработки, способны выдерживать высокое давление и предельную температуру камеры сгорания без признаков повреждения и разрушения, что в свою очередь положительно сказывается на бесперебойной работе двигателя. Целесообразнее применять для получения поршней, в виду их массового производства, литьё в кокиль, используя эффективный метод самозаполнения.

1. Воздвиженский, С. М. и др. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. – М.: Машиностроение, 1984. – 432 с.

2. Технологии горячей обработки металлов: учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений по техн. специальностям: 2-е В.Р. Калиновский, В.М. Капцевич, А.Ф. Ильющенко. – Мн., 2010. – 352 с.

3. Цветные металлы и сплавы. Справочник. / Штанов Е.Н., Штанова И.А. – Н.Новгород: Вента-2, 2001 – 277 с.

IMPROVEMENT OF TECHNOLOGY OF MOULDING OF

PISTONS OF AUTOTRACTOR ENGINES FROM

SECONDARY ALUMINIUM ALLOYS

Key words: molding, piston, aluminum alloy, engine, chill mold.

The work is dedicated to improving of technology of molding of pistons of diesel engines from secondary aluminum alloys by molding in the chill mold with use of a method of self-filling.

Refining-modifying processing of alloy АК12ММгН received from waste, provides obtaining mechanical properties at the level of required УДК 631.

АНАЛИЗ МЕТОДОВ УПРОЧНЕНИЯ

И ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ

КОРМОПРИГОТОВИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Львов С.К. студент 1 курса инженерного факультета Научные руководители - Халимов Р.Ш., кандидат технических наук, ассистент, Аюгин Н.П., кандидат технических наук, старший преподаватель ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина»

Ключевые слова: Кормоприготовительные машины, ножи, износостойкость, упрочнение, электромеханическая обработка.

долговечности рабочих органов кормоприготовительных машин. Рассмотрены особенности и преимущества электромеханической обработки.

В условиях возросшей напряженности и нагрузок кормоприготовительных машин, связанных с увеличением их мощности, скорости движения рабочих органов (ножей), давления на рабочие органы, а также с повышенными требованиями к качеству их работы, вопросы надежности приобретают огромное значение. На ремонт и восстановление работоспособности ножей кормоприготовительных машин затрачиваются существенные материальные и трудовые ресурсы. Это во многом объясняется низкой прочностью и износостойкостью поверхностного слоя режущих кромок ножей кормоприготовительных машин.

Следовательно, для повышения долговечности ножей кормоприготовительных машин решающее значение имеет износостойкость режущих кромок ножей.

К методам повышения долговечности ножей можно отнести конструктивные и технологические.

К конструктивным методам можно отнести:

- оценку и выбор принципиальной схемы работы кормоприготовительной машины;

- выбор материалов для изготовления ножей;

- назначение размеров и конфигурации режущего аппарата с учетом местной и общей прочности (изменение угла скольжения ножа, угла защемления кормового материала и др.);

- разработку мер по уменьшению общих и местных перегрузок (применение рациональной формы ножа, толщины, угла заточки, остроты лезвия и др.);

- разработку средств диагностирования рабочих органов кормоприготовительных машин.

К технологическим, относятся методы, позволяющие изготовить нож с заданными свойствами структуры и качества рабочих поверхностей режущих кромок:

- деформационное упрочнение ППД;

электромеханическая и т.д.);

- диффузионное нанесение легирующих элементов;

- комбинированная обработка (совмещение предыдущих методов).

Анализ вышеперечисленных методов [1, 3-5] показал, что наиболее целесообразным для предприятий сельского хозяйства в настоящее время является применение универсальной технологии, отвечающей требованиям по экономичности, доступности, простоте использования, с хорошими показателями упрочнённых поверхностей деталей (шероховатость, хорошие механические и антифрикционные свойства и т.д.). К такой технологии можно отнести электромеханическое упрочнение (ЭМУ).

Сущность ЭМУ заключается в непосредственном термическом и силовом воздействии на поверхность обрабатываемой детали.

Так как электромеханическая обработка характеризуется повышенными скоростями нагрева, то в этом отношении она может сравниваться с такими термическими операциями, как нагрев токами высокой частоты, лазерная обработка и т.п.

После воздействия на материал концентрированными потоками энергии при большом количестве связанного углерода в материале (до 0,88 %) растворимость при нагреве ещё больше возрастает. Так при скорости нагрева 1000°С до температуры 1200° С за короткий промежуток времени растворяется до 1,5 % углерода больше, чем при обычном нагреве. Особенностью ЭМУ является образование в поверхностном слое светлой нетравящейся полосы (зоны) толщиной от сотых долей до нескольких миллиметров в зависимости от режимов обработки.

Нетравящаяся зона образуется в результате быстрого нагрева, который также может быть вызван различными явлениями:

удар, трение, лазерное излучение и воздействие других источников концентрированной энергии. Образовавшийся в результате указанных воздействий аустенит одновременно с охлаждением подвергается пластической деформации, в результате чего значительная часть аустенита превращается в мартенсит при температуре значительно выше A1 (727° С) [1].

Кроме того, ЭМО может быть использована для восстановления изношенной поверхности металла. Применение ЭМО и ЭМУ позволяет повысить твердость поверхностного слоя до 3 раз, износостойкость в 2…4 раза, усталостную прочность до 1,5 раз, коррозионную стойкость – в 2,4… 3,9 раза [2].

К основным преимуществам ЭМО ножей можно отнести следующее:

Экологическая чистота и электробезопасность процессов обработки, отсутствие излучений (в том числе, и вторичного рентгеновского излучения) и выделения вредных веществ.

Отсутствие необходимости в применении флюсов, поглощающих покрытий, защитных газов, вакуума, электролитов и других специальных расходных материалов.

обрабатываемой поверхности, связанное с тем, что процесс упрочнения протекает в закрытой зоне контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью.

Обработка изделий различной конфигурации и типоразмера с получением необходимого качества.

Обработка заданных участков ножей.

Таким образом, на основании вышеизложенного, можно электромеханической обработки при упрочнении и восстановлении рабочих органов кормоприготовительных машин позволяет повысить их ресурс, износостойкость и коррозионную стойкость.

Аскинази, Б. М. Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обработкой. / Б. М. Аскинази. - М.:

Машиностроение, 1989.-200 с.

Яковлев С.А. Электромеханическая обработка на токарно – винторезных станках / С.А. Яковлев, В.И. Жиганов // СТИН. – 2000. - №6. – С. 24 – 26.

3. Прогрессивные технологии обработки материалов: научные труды Всероссийского Совещания материаловедов России, г.

Ульяноск, 11 – 15 сентября 2006 г. Ульяновск: УлГТУ, 2006. Шнейдер Ю.Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплуатационные свойства. Л.:

Машиностроение, 1972. 240 с.

Багмутов В.П. и др. Электромеханическая обработка:

технологические и физические основы, свойства, реализация.

Новосибирск: Наука, 2003. 318 с.

ANALYSIS METHODS OF STRENGTHENING AND

REHABILITATION OF WORKERS

KORMOPRIGOTOVITELNYH MACHINES

Key words: Kormoprigotovitelnye machines, knives, wear resistance, hardening, electro-mechanical treatment The paper presents methods to improve the durability of the working bodies kormoprigotovitelnyh machines. The features and advantages of the electro treatment.

УДК 631.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ СТРУКТУРЫ И

СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ СЕРОГО

ЧУГУНА ПОСЛЕ ДВУХИНСТРУМЕТАЛЬНОЙ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТНОЙ

ЗАКАЛКИ

Львов С.К., студент 1 курса инженерного факультета Научный руководитель - Яковлев C.А., кандидат ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия им. П.А. Столыпина»

электромеханическая поверхностная закалка, микроструктура, поверхность, твердость.

Работа посвящена исследованию структуры поверхности деталей из серого чугуна, обработанных двухинструментальной поверхностной электромеханической закалкой.

Серые чугуны широко применяются при изготовлении деталей машин в условиях массового и ремонтного производства. Структура серого чугуна представляет собой металлическую (ферритную или ферритно-перлитную) основу с пластинами графита. Достоинствами серого чугуна являются:

низкая стоимость, высокие литейные и антифрикционные свойства поверхностей изделий, хорошая обрабатываемость резанием. К недостаткам серого чугуна можно отнести низкую прочность и пластичность материала, плохую свариваемость.

Закаливаемость и прокаливаемость зависит от содержания углерода в металлической основе материала.

Многочисленные исследования по поверхностной электромеханической закалке одним инструментом показали высокую эффективность технологии электромеханической обработки серого чугуна [1, 2]. На кафедре «Материаловедение и технология машиностроения» предложен способ двухинструментальной электромеханической поверхностной закалки (ДЭМПЗ), при котором рабочие инструменты (ролики или пластины) 1 располагаются на одной оси на расстоянии l=0,5…5 мм и изолируются с помощью изолятора 2 в специальном устройстве (на чертеже не показано), которое обеспечивает их равномерное механическое воздействие на обрабатываемую поверхность с помощью пружины (рис. 1).

токоподводящих кабелей 5 и 6 к источнику питания, образуя с деталью общую электрическую цепь. В месте контакта инструментов с деталью (зона А) и между инструментами (зона В) происходит мгновенный нагрев (током до 4000 А) ее поверхностного слоя выше температуры фазовых превращений, а в местах контакта инструментов с деталью (зона А) так же и механическое воздействие инструментами. В последующем происходит охлаждение нагретых участков вглубь детали за счет ее массы, в результате чего происходит упрочнение поверхностного слоя изделия [3]. Данный способ позволяет повысить производительность, снизить потери электроэнергии и значительно уменьшить зоны вторичного отпуска.

Рисунок 1 – Схема двухинструментального способа ЭМПЗ А – зона термо-механической обработки;

Б – зона термической обработки;

1 –электрод-инструмент;

2 – изолятор;

3 – ось инструментальной державки;

4 – устройство поджимное;

5, 6 – кабеля токоподводящие;

7 – источник тока;

8 – обрабатываемая деталь;

9 – электроконтактное устройство Детали из серого чугуна СЧ18 обрабатывались на токарно-винторезном станке 1К62 и подвергались электромеханической поверхностной закалке с помощью установки УЭМО-2 по предлагаемой технологии. Для закалки использовалась двухинструментальтная державка [4]. Скорость обработки (v=140 мм/мин) задавалась вращением шпинделя станка, сила тока (I=1200А) контролировалась с помощью измерительного комплекса К-50, давление инструментов с шириной рабочей части b=4 мм на поверхность (P = 100H) определялось по сжатию тарированной пружины державки, расстояние между инструментами (l=3,5 мм)замерялось с помощью штангенциркуля. Микроструктура изучалась на приборе МИМ-8. Микротвердость упрочненного слоя образца замерялась в зонах А и Б по методу Виккерса при нагрузке 100 г на микротвердомере ПМТ-3 по ГОСТ 9450-76.

Результаты макроанализа показали, что на поверхности детали произошла закалка поверхности на глубину до 1,8 мм.

Ширина упрочненной зоны составляет 13 мм. Микроструктура сердцевины образца представляет собой металлическую основу в виде феррита и перлита с пластинчатым графитом.

Микроструктура упрочненного слоя представляет собой мартенсит и троостомартенсит, пластины графита уменьшены в размерах, особенно в зонах А.

Глубина упрочненного слоя образца замерялась до первых скоплений участков. Изменение твердости обработанной поверхности по глубине детали представлено на рисунке 2. Как видно из результатов исследований, максимальная твердость наблюдается на глубине 0,5 мм. Это связано с тем, что при обработке инструментом с низким удельным сопротивлением центр тепловыделения смещается в сторону обрабатываемой детали.

микроисследования структуры серого чугуна СЧ18 после двухинструментальной поверхностной электромеханической закалки показали, что на поверхности детали произошло поверхностное упрочнение на глубину до 1,8 мм. Ширина упрочненной зоны составляет 13 мм. Микроструктура упрочненной зоны представляет собой мартенсит и троостомартенсит. Микротвердость упрочненного слоя HV составляет 554 – 660 МРа.

Рисунок 2 – Распределение микротвердости по глубине детали из серого чугуна СЧ18 после ДЭМПЗ по различным зонам Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой. -3-е изд., перераб. и доп.-М.:Машиностроение, 1989.-200 с.

2. Надольский В.О., Шиленков В.Ф., Кулеш В.В.

Электромеханическое упрочнение деталей из серого чугуна.//Вестник машиностроения, 1972. N 11. с. 24-26.

3. Яковлев С.А., Каняев Н.П. Способ электромеханической обработки деталей машин. Патент РФ № 2414514. Опубл.

20.03.2011. Бюл. №8.

4. Яковлев С.А., Каняев Н.П. Двухинструментальная державка для электромеханической обработки деталей. Патент РФ № 97077. Опубл. 27.08.2010. Бюл. №24.

RESULTS OF RESEARCHES OF STRUCTURE AND

PROPERTIES OF THE SURFACE OF DETAILS FROM

GREY PIG-IRON AFTER

TWO-TOLL ELECTROMECHANICAL SUPERFICIAL

TRAINING

Key words: two-tool electromechanical superficial training, a microstructure, a surface, hardness.

Work is devoted research of structure of a surface of details from the gray pig-iron, processed by two-tool superficial electromechanical training.

УДК 621.436-

ВЫЯВЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

В КРИВОШИПНОЙ ГОЛОВКЕ ШАТУНА

АВТОМОБИЛЬНОГО ДИЗЕЛЯ

Марьин Д.Э., студент 4 курса вечерне-заочного факультета Селифонов С.К., студент 4 курса вчерне - заочного Научный руководитель - Марьина Н.Л., кандидат Балаковский институт техники, технологии и управления (филиал) СГТУ им. Гагарина Ю.А., г. Балаково Ключевые слова: Кривошипная головка шатуна, концентраторы напряжений, галтельный радиус, усталостная трещина, коэффициент концентрации напряжний.

работоспособности шатунов высокофорсированных дизелей, которая связана с усталостным разрушением крышек кривошипных головок в районе опорных площадок под головки нижних шатунных болтов.

Анализ усталостных изломов показывает, что зарождение усталостных трещин наблюдается в галтельном радиусе перехода ребра жесткости в опорную площадку в зоне наименьшего сечения (рис.1). Подобная закономерность трещинообразования свидетельствует о высоком уровне рабочих напряжений и наличии их концентрации с высоким градиентом.

Рисунок 1 – Усталостное разрушение кривошипной головки шатуна Шатуны современных высокофорсированных V образных дизелей изготавливаются с крышками кривошипных головок, существенными особенностями которых являются входящие галтели радиусами от обработанных опорных поверхностей под головки шатунных болтов к крышке кривошипной головки (рис.2).

Рисунок 2 – Инерционное нагружение кривошипной головки шатуна высокофорсированного дизеля Для оценки номинальных напряжений и прочностного расчета кривошипной головки в производственных условиях с успехом используется метод стержневой аналогии, преимущество которого в относительной простоте и возможности учета переменности толщины головок. Однако, как это отмечено в [1], при сложных по конфигурации кривошипных головках и массивах по объему радиусных сопряжениях упомянутый метод может «оказаться недостаточно точным и в связи с этим потребовать дополнительной проверки более точными и независимыми расчетно-аналитическими методами».

В условиях нагружения шатунов знакопеременными динамическими нагрузками в отечественной литературе отмечались случаи локального перенапряжения радиусного сопряжения [2] из-за концентрации напряжений, однако количественная оценка последней в этой зоне не проводилась.

При инерционном растягивающем нагружении Рj кривошипной головки в радиусном переходе крышки возникают внутренние силовые факторы: изгибающие моменты и растягивающие усилия N. Аналитически оценить концентрацию напряжений в этой зоне можно приближенно по гипотезе цилиндрических сечений для бруса с односторонним вырезом [3] при его растяжении и изгибе. Однако приближенная оценка концентрации напряжений [3] не позволяет полностью решить задачу: можно получить только приближенное распределение главного напряжения по ослабленному сечению в зоне концентрации напряжений. Таким путем невозможно учесть эффект взаимного влияния общего напряженного состояния расточки А (рис.2) под подшипник в кривошипной головке (разгружающий эффект) на концентрацию напряжений в радиусном переходе. По этой причине расчеты концентраций напряжений по указанной методике получаются существенно завышенными, что, в конечном итоге, вносит грубую ошибку в оценку запасов усталостной прочности и может дать неверное представление о прогнозируемом ресурсе и долговечности конструкции шатуна в целом.

Так, например, расчетное значение суммарного коэффициента концентраций напряжений по разработанной методике расчета для радиусного перехода крышки кривошипной головки шатуна высокофорсированного дизеля 6ЧН 21/21 соответствует 2,55.

Эпюра напряженного состояния нижней галтельной зоны кривошипной головки подтверждает высокий уровень рабочих напряжений (бmax=175 Мпа), а теоретический коэффициент концентрации напряжений, определенный из известной зависимости б = бmax /6H для нижней галтели кривошипной головки шатуна дизеля 6ЧН 21/21 соответствует 2,3 (здесь бmax - максимальное значение рабочего напряжения в нижней галтели при действии силы инерции на кривошипную головку, бн – номинальное напряжение в нижней галтели, полученное экстраполяцией рабочих напряжений при обработке результатов расчета).

На основании выше изложенного можно сделать следующие выводы.

1. Расчетно-аналитическим путем исследована возможность учета теоретического коэффициента концентрации напряжений в зоне радиусного перехода опорной поверхности под головку шатунного болта к крышке кривошипной головки.

Сравнительный анализ результатов для различных моделей показал, что теоретический коэффициент концентрации напряжений в указанной зоне для высокофорсированного дизеля 6ЧН21/21 оставляет 2,3-2,55, что необходимо учитывать при усталостном расчете шатуна.

2. В сочетании метода стержневой аналогии и приведенной методики оценки концентрации напряжений можно при сохранении необходимой точности и полноты достигнуть упрощения в решении задачи о напряженном состоянии в радиусном сопряжении от обработанной опорной поверхности под головку шатунного болта к крышке кривошипной головки.

1. Жуковский В.С., Кригер В.А. Расчетно-экспериментальное исследование шатунов двигателей внутреннего сгорания//Изв.ВУЗов. Машиностроение.-1978.-№ 11.-С.72-76.

2. Косырев С.П. Повышение запаса усталостной прочности шатуна высокофорсированного дизеля//Двигатели внутреннего сгорания/ ЦНИИтяжмаш/.-1983 .-№ 4-83-I5.-С.1-4.

3. Верховский А.В. и др. Определение напряжений в опасных сечениях деталей сложной формы. М.:Машгиз, 1958.-248 с.

4. Шишорина О.И. Концентрация напряжений около двух неравных круговых близко расположенных отверстий при растяжении//Проблемы прочности в машиностроении.-М.: Вып.9.-1962.-С.97-99.

DETERMINATION OF STRESS CONCENTRATORS IN THE

CRANK CONNECTING ROD AUTOMOBILE DIESEL

Marin D.E., Selifonov S.K., Marina N.L.

Key words: Crank connecting rod end, concentrators, hollow chamfer radius, fatigue crack, the concentration ratio stressful.

When operating rods highly boosted diesels have the fatigue damage caps crank heads much earlier date determined by the strength calculation. Analysis of fatigue fractures showed that the nucleation of fatigue cracks observed in the transition radius ribs in a support site in the area of the smallest cross section.

УДК 621.78: 669.

ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ ШЛИЦЕВЫХ ВАЛОВ

ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ ПОЛУЧЕНИЕМ

НАНОРАЗМЕРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРЫ

Одерий И. В., студент 3 курса факультета технического Научный руководитель - Андрушевич А. А., кандидат технических УО «Белорусский государственный аграрный технический университет», Минск, Республика Беларусь Ключевые слова: вал шлицевой, термическая обработка, упрочнение, наноструктура, сталь конструкционная, твердость, пластичность.

Работа посвящена повышению надёжности шлицевых валов термической обработкой с получением наноразмерных элементов структуры. Изучено изменение структуры и твердости стали 40Х при различных режимах упрочнения.

Введение. Применяемые материалы и технологии упрочнения стальных деталей сельскохозяйственных машин достигли своего предела в получении требуемой конструкционной прочности и износостойкости и требуют дальнейшего совершенствования [1,2]. Основная причина состоит в том, что с увеличением прочности, твердости и износостойкости пластичность и вязкость сталей уменьшается.

Наличие абразивной среды, значительных ударных нагрузок, высоких напряжений и ряда других требований, обусловили необходимость поиска новых подходов для повышения свойств конструкционных сталей в результате формирования в них объёмного микро - и наноструктурного состояний [3].

Повышение механических и эксплуатационных свойств деталей сельскохозяйственных машин представляет актуальную задачу, которая может быть решена только при повышении прочностных свойств конструкционных сталей и сохранении пластичности.

Материалы и методы испытания. В последнее время установлено, что эффективное формирование мелкодисперсных структур может быть достигнуто также в результате термического воздействия за счёт фазового превращения в процессе охлаждения при закалке конструкционных сталей. Для получения оптимального сочетания прочности и повышенного сопротивления хрупкому разрушению стали необходимо формирование в процессе термической обработки объёмной ультрадисперсной структуры с высокой плотностью дислокаций и мельчайшими карбидными включениями, что обеспечивается путём рационального легирования, микролегирования и выбора требуемых технологических режимов [3]. Такой подход находится на начальном этапе освоения.

Стали, применяемые для изготовления деталей сельскохозяйственных машин, должны обладать высоким комплексом механических свойств, а не высоким значением какого-либо одного свойства.[1,2,4]. В деталях, испытывающих знакопеременные нагрузки, металл должен иметь высокое сопротивление усталости, а трущиеся поверхности сопротивление износу. При выборе марки стали исходят из общих эксплуатационных, технологических и экономических требований. Эксплуатационная стойкость валов определяется усталостной прочностью в условиях кручения и изгиба, контактной прочностью и износостойкостью [4]. Механические свойства стали зависят от её структуры и состава. Одной из быстро изнашиваемых ответственных деталей является шлицевой вал привода рабочих органов машин, которые изготавливают из улучшаемых конструкционных сталей (рис 1).

Рисунок 1 – Шлицевой вал трактора Т Улучшаемые стали имеют высокий предел текучести, малую чувствительность к концентраторам напряжений, в изделиях, работающих при многократном приложении нагрузок, высокий предел выносливости и достаточный запас вязкости [1,4]. Обычная термическая обработка таких сталей – закалка в масле и высокий отпуск. При температуре отпуска 600оС сталь 40Х имеет - в=860МПа, 0,2=720МПа, в=14%, =60%, KCU = 1,47 МДж/м2, НВ = 2650МПа и используется для деталей, работающих на средних скоростях при средних давлениях, например, шлицевые валы трактора Т 40 [4].



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 8 |
 




Похожие материалы:

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВПО Пензенская ГСХА Совет молодых ученых ВКЛАД МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ В ИННОВАЦИОННОЕ РАЗВИТИЕ АПК РОССИИ Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции 30-31 октября 2012 г. Пенза 2012 1 УДК 06:338.436.33 ББК я5:65.9(2)32.-4 П25 ОРГКОМИТЕТ КОНФЕРЕНЦИИ Председатель – кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, председа тель Совета молодых ученых Богомазов С.В. Зам. председателя – доктор экономических наук, профессор, зам. ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ АПК (ИНФОРМАГРО – 2010) МАТЕРИАЛЫ V Международной научно-практической конференции Москва 2011 УДК 002:338.436.33 ББК 73 Н 34 Составители: Д.С. Буклагин, Э.Л. Аронов, А.Д. Федоров, В.Н. Кузьмин, О.В. Кондратьева, Н.В. Березенко, С.А. Воловиков, О.В. Гришина Под общей научной редакцией члена-корреспондента Россельхозакадемии В.Ф. Федоренко Научно-информационное обеспечение ...»

«Московский педагогический государственный университет Географический факультет Труды второй международной научно-практической конференции молодых ученых Индикация состояния окружающей среды: теория, практика, образование 25-28 апреля 2013 года Москва, 2013 УДК 574 ББК 28 И 60 Рецензент: кандидат географических наук А.Ю. Ежов Труды второй международная научно-практической кон ференция молодых ученых Индикация состояния окружаю щей среды: теория, практика, образование, 25-28 апреля 2013 года : ...»

«Е . С. У ланова, В. Н . Забелин М ЕТОДЫ КОРРЕЛЯЦИОННОГО И РЕГРЕССИОННОГО А Н А Л И ЗА В АГРОМ ЕТЕОРОЛОГИИ ЛЕНИНГРАД ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ 1990 УДК 630 : 551 + 551.509.314 Рецензент д-р физ.-мат. наук О. Д . Сиротенко П ервая часть книги содерж ит основы корреляционного и рег­ рессионного анализа. Рассмотрено применение статистических мето­ дов для нахож дения линейных и нелинейных связей. Д аны примеры расчета различных уравнений регрессии из агрометеорологии. Во второй части книги главное внимание ...»

«V bt J, / ' • r лАвНбЕ У П РА В Л Е Н И Е Г И Д Р О М Е Т Е О Р О Л О Г И Ч Е С К О Й С ЛУ Ж БЫ П Р И СОВЕТЕ М И Н И С ТРО В СССР Ц Е Н Т Р А Л Ь Н Ы Й И Н С Т И Т У Т П РО Г Н О З О В с. У Л А Н О В А Е. Применение математической статистики в агрометеорологии для нахождения уравнений связей сч БИБЛИОТЕК А Ленинградского Г идрометеоролог.ческого Ии^с,титута_ Г И Д РО М Е Т Е О РО Л О Г И Ч Е С К О Е И ЗД А Т Е Л Ь С Т В О (О Т Д Е Л Е Н И Е ) М осква — УДК 630:551.509. АННОТАЦИЯ В книге в ...»

«ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА РОССИИ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ГЛАВНАЯ ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ им. А. И. ВОЕЙКОВА Е. Н. Романова, Е. О. Гобарова, Е. Л. Жильцова МЕТОДЫ МЕЗО- И МИКРОКЛИМАТИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ОПТИМИЗАЦИИ РАЗМЕЩЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАСЧЕТА Санкт -Петербург ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ 2003 УДК 551.58 Данная книга посвящена методам мезо- и микроклиматического райониро вания на основе новых ...»

«В. Г. Бешенцев В. И. Завершинский Ю. Я. Козлов В. Г. Семенов А. В. Шалагин Именной справочник казаков Оренбургского казачьего войска, награжденных государственными наградами Российской империи Первый военный отдел Челябинск, 2012 Именной справочник казаков ОКВ, награжденных государственными наградами Российской империи. Первый отдел УДК 63.3 (2)-28-8Я2 ББК 94(47) (035) И51 На полях колхозных, после вспашки, На отвалах дёрна и земли, Мы частенько находили шашки И покорно в кузницу несли… Был ...»

«С.Н. ЛЯПУСТИН П.В. ФОМЕНКО А.Л. ВАЙСМАН Незаконный оборот видов диких животных и дикорастущих растений на Дальнем Востоке России Информационно-аналитический обзор Владивосток 2005 ББК 67.628.111.1(255) Л68 Оглавление Предисловие 5 Ляпустин С.Н., Фоменко П.В., Вайсман А.Л. Незаконный оборот животных и растений, попадающих под требова Л98 Незаконный оборот видов диких животных и дикорастущих расте- ния Международной конвенции по торговле видами фауны и флоры, ний на Дальнем Востоке России. ...»

«НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ ЛИТЕРАТУРА Серия Из истории мировой культуры Л. С. Ильинская ЛЕГЕНДЫ И АРХЕОЛОГИЯ Древнейшее Средиземноморье Ответственный редактор доктор исторических наук И. С. СВЕНЦИЦКАЯ МОСКВА НАУКА 1988 доктор исторических наук Л. П. МАРИНОВИЧ кандидат исторических наук Г. Т. ЗАЛЮБОВИНА Ильинская Л. С. И 46 Легенды и археология. Древнейшее Средиземно­ морье / М., 1988. 176 с. с пл. Серия Из истории мировой культуры. ISBN 5 -0 2 -0 0 8 9 9 1 -5 В книге рассказано не только о подвигах, ...»

«ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭТИКА Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ГОРНО-АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра геоэкологии и природопользования И. А. Ильиных Экологическая этика Учебное пособие Горно-Алтайск, 2009 2 Печатается по решению методического совета Горно-Алтайского госуниверситета ББК – 20.1+87.75 Авторский знак – И 46 Ильиных И.А. Экологическая этика : учебное пособие. – Горно-Алтайск : РИО ГАГУ, 2009. – ...»

«ЗАПОВЕДНИК ЯГОРЛЫК ПЛАН РЕКОНСТРУКЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ КАК ПУТЬ СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ Eco-TIRAS Дубоссары – 2011 ЗАПОВЕДНИК ЯГОРЛЫК ПЛАН РЕКОНСТРУКЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ КАК ПУТЬ СОХРАНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ Eco-TIRAS Дубоссары – 2011 CZU: 502.7 З 33 Descrierea CIP a Camerei Naionale a Crii Заповедник Ягорлык. План реконструкции и управления как путь сохранения биологического разнообразия / Международная экол. ассоциация хранителей реки „Eco-TIRAS”. ; науч. ред. Г. А. Шабановa. ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УФИМСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР Институт геологии Башкирский государственный аграрный университет Р.Ф. Абдрахманов ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЯ БАШКОРТОСТАНА Уфа — 2005 УДК 556.3 (470.57) АБДРАХМАНОВ Р.Ф. ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЯ БАШКОРТОСТАНА. Уфа: Информреклама, 2005. 344 с. ISBN В монографии анализируются результаты эколого гидрогеологичес ких исследований, ориентированных на охрану и рациональное ис пользование подземных вод в районах деятельности нефтедобывающих, горнодобывающих, ...»

«Дуглас Адамс Путеводитель вольного путешественника по Галактике Книга V. В основном безобидны пер. Степан М. Печкин, 2008 Издание Трансперсонального Института Человека Печкина Mostly Harmless, © 1992 by Serious Productions Translation © Stepan M. Pechkin, 2008 (p) Pechkin Production Initiatives, 1998-2008 Редакция 4 дата печати 14.6.2010 (p) 1996 by Wings Books, a division of Random House Value Publishing, Inc., 201 East 50th St., by arrangement with Harmony Books, a division of Crown ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Костромской государственный технологический университет Костромское научное общество по изучению местного края В.В. Шутов, К.А. Миронов, М.М. Лапшин ГРИБЫ РУССКОГО ЛЕСА Кострома КГТУ 2011 2 УДК 630.28:631.82 Рецензенты: Филиал ФГУ ВНИИЛМ Центрально-Европейская лесная опытная станция; С.А. Бородий – доктор сельскохозяйственных наук, профессор, декан факультета агробизнеса Костромской государственной сельскохозяйственной академии Рекомендовано ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КОЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР Полярно-альпийский ботанический сад-институт им. Н. А. Аврорина О.Б. Гонтарь, В.К. Жиров, Л.А. Казаков, Е.А. Святковская, Н.Н. Тростенюк ЗЕЛЕНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО В ГОРОДАХ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ АПАТИТЫ 2010 RUSSION ACADEMY OF SCIENCES KOLA SCIENCE CENTRE N.A. Avrorin’s Polar Alpine Botanical Garden and Institute O.B. Gontar, V.K. Zhirov, L.A. Kazakov, E. A. Svyatkovskaya, N.N. Trostenyuk GREEN BUILDING IN MURMANSK REGION Apatity Печатается по ...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОТДЕЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК ГОРНЫЙ БОТАНИЧЕСКИЙ САД РОЛЬ БОТАНИЧЕСКИХ САДОВ В ИЗУЧЕНИИ И СОХРАНЕНИИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ПРИРОДНОЙ И КУЛЬТУРНОЙ ФЛОРЫ Материалы Всероссийской научной конференции 1-5 октября 2013 г. Махачкала 2013 1 Материалы Всероссийской научной конференции УДК 58.006 Ответственный редактор: Садыкова Г.А. Материалы Всероссийской научной конференции Роль ботанических садов в изучении и сохранении генетических ресурсов природной и куль турной флоры, ...»

«Зоны, свободные от ГМО Экологический клуб Эремурус Альянс СНГ За биобезопасность Москва, 2007 Главный редактор: В.Б. Копейкина Авторы: В.Б. Копейкина (глава 1, 3, 4) А.Л. Кочинева (глава 1, 2, 4) Т.Ю. Саксина (глава 4) Перевод материалов: А.Л. Кочинева, Е.М. Крупеня, В.Б. Тихонов, Корректор: Т.Ю. Саксина Верстка и дизайн: Д.Н. Копейкин Фотографии: С. Чубаров, Yvonne Baskin Зоны, свободные от ГМО/Под ред. В.Б. Копейкиной. М. ГЕОС. 2007 – 106 с. В книге рассматриваются вопросы истории, ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО Тамбовский государственный технический университет В.П. КАПУСТИН, Ю.Е. ГЛАЗКОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ МАШИНЫ НАСТРОЙКА И РЕГУЛИРОВКА Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по агроинженерному образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению Агроинженерия Тамбов Издательство ТГТУ 2010 УДК 631.3.(075.8) ББК ПО 72-082я73-1 К207 Рецензенты: Доктор ...»

«Н.Ф. ГЛАДЫШЕВ, Т.В. ГЛАДЫШЕВА, Д.Г. ЛЕМЕШЕВА, Б.В. ПУТИН, С.Б. ПУТИН, С.И. ДВОРЕЦКИЙ ПЕРОКСИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ КАЛЬЦИЯ СИНТЕЗ • СВОЙСТВА • ПРИМЕНЕНИЕ Москва, 2013 1 УДК 546.41-39 ББК Г243 П27 Рецензенты: Доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе ИХФ РАН А.В. Рощин Доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой общей и неорганической химии ФГБОУ ВПО Воронежский государственный университет В.Н. Семенов Гладышев Н.Ф., Гладышева Т.В., Лемешева Д.Г., Путин ...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.