Метод реконструкции и Метод реконструкции и диагностики диагностики

локально изношенных локально изношенных поверхностей деталейповерхностей деталей Метод относится к технологии восстановления Метод относится к технологии восстановления

деталей машин и может быть использовано деталей машин и может быть использовано преимущественно для восстановления корпусных преимущественно для восстановления корпусных деталей, изготовленных из пластичных материалов. деталей, изготовленных из пластичных материалов. Разработанный новый комплексный метод Разработанный новый комплексный метод восстановления и диагностики локально изношенных восстановления и диагностики локально изношенных подшипников скольжения обеспечивает получение подшипников скольжения обеспечивает получение необходимых геометрических параметров трибоузла необходимых геометрических параметров трибоузла наряду с приобретением рабочими поверхностями наряду с приобретением рабочими поверхностями лучших, качественно новых триботехнических свойств лучших, качественно новых триботехнических свойств по сравнению с узлами, полученными традиционными по сравнению с узлами, полученными традиционными технологиями с последующей их оценкой. технологиями с последующей их оценкой.

Патент Патент RURU № 2228247 С1, № 2228247 С1, Способ восстановления локально изношенной поверхности Способ восстановления локально изношенной поверхности

деталидетали

РазмещаютРазмещают ограничитель деформации 1,ограничитель деформации 1, обеспечиваяобеспечивая прилегание егоприлегание его базовойбазовой поверхностиповерхности 3. Усилиями3. Усилиями Р с помощью индентораР с помощью индентора 66 деформированием формируют в деформированием формируют в изношенной части 5 углубления 7, заизношенной части 5 углубления 7, за счёт счёт которых материал поднимаются до упора в базовую поверхность 3. которых материал поднимаются до упора в базовую поверхность 3. Поднятые до базовой поверхности 3 участкиПоднятые до базовой поверхности 3 участки изношенной части и изношенной части и неизношенная часть 4 образуют восстановленную поверхность неизношенная часть 4 образуют восстановленную поверхность номинального профиля, не требующую дальнейшей механической номинального профиля, не требующую дальнейшей механической обработки. Ограничение в подъеме упомянутых участков приведет к их обработки. Ограничение в подъеме упомянутых участков приведет к их деформациям с образованием напряжений сжатия деформациям с образованием напряжений сжатия в в поверхностном слое.поверхностном слое. После деформирования углубления 7 заполняютПосле деформирования углубления 7 заполняют антифрикционным антифрикционным материалом 9 на основе эпоксидных смол. материалом 9 на основе эпоксидных смол.

Восстановленная поверхность копирует равновесную микроструктуру Восстановленная поверхность копирует равновесную микроструктуру прилегающей поверхности ограничителя деформации, что позволяет прилегающей поверхности ограничителя деформации, что позволяет исключить приработку. исключить приработку. Подшипник приобретает композиционную Подшипник приобретает композиционную структуру с качественно структуру с качественно новыми свойствами и обладает повышенной износостойкостью. новыми свойствами и обладает повышенной износостойкостью. При повышении температуры из-за трения на восстановленной При повышении температуры из-за трения на восстановленной поверхности 1 возникает микрорельеф 2 за счёт вспучивания поверхности 1 возникает микрорельеф 2 за счёт вспучивания антифрикционного материала имеющего увеличенный по сравнению с антифрикционного материала имеющего увеличенный по сравнению с основным материалом коэффициент температурного расширения, что основным материалом коэффициент температурного расширения, что обеспечивает отсутствие прямого контакта трущихся поверхностей. обеспечивает отсутствие прямого контакта трущихся поверхностей. В процессе трения вспученный антифрикционный материал В процессе трения вспученный антифрикционный материал выполняющий функцию твёрдой смазки изнашивается и образуется плёнка выполняющий функцию твёрдой смазки изнашивается и образуется плёнка переноса существенно снижающая коэффициент трения и обеспечивающая переноса существенно снижающая коэффициент трения и обеспечивающая дополнительную защиту трибоузла при критических нагрузках.дополнительную защиту трибоузла при критических нагрузках.

Способ реализуется в устройстве, состоящем из Способ реализуется в устройстве, состоящем из укрепленного на основании 1 предметного столика 2, на укрепленного на основании 1 предметного столика 2, на котором с возможностью возвратно-поступательного котором с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости установлен перемещения в горизонтальной плоскости установлен держатель образца 3 с образцом 4; кронштейна 5 с жестко держатель образца 3 с образцом 4; кронштейна 5 с жестко закрепленным в нем приводом линейного перемещения, закрепленным в нем приводом линейного перемещения, выполненного в виде микрометрического винта 6; стойки 7 с выполненного в виде микрометрического винта 6; стойки 7 с закрепленной на ней с возможностью возвратно-закрепленной на ней с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости поступательного перемещения в вертикальной плоскости балки 8. На балке 8 при помощи ползуна 9 с возможностью балки 8. На балке 8 при помощи ползуна 9 с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости укреплена траверса, выполненная в виде плоскости укреплена траверса, выполненная в виде стержня 10 с закрепленной на противоположных концах ее стержня 10 с закрепленной на противоположных концах ее гибкой связи 11. Крестообразная балка состоит из двух гибкой связи 11. Крестообразная балка состоит из двух взаимно перпендикулярных стержней 12 и 13, подвешена взаимно перпендикулярных стержней 12 и 13, подвешена на гибкой связи 11, пропущенной через полый стержень 12, на гибкой связи 11, пропущенной через полый стержень 12, равный своей длиной и параллельный стержню 10 равный своей длиной и параллельный стержню 10 траверсы. На противоположных концах стержня 13 траверсы. На противоположных концах стержня 13 расположены измерительный щуп 14 с грузом 15 и расположены измерительный щуп 14 с грузом 15 и противовес 16 измерительного щупа.противовес 16 измерительного щупа. Способ осуществляют следующим образом. Образец 4 Способ осуществляют следующим образом. Образец 4 устанавливают на поверхность держателя образца 3, устанавливают на поверхность держателя образца 3, который устанавливают так, что он одной стороной который устанавливают так, что он одной стороной упирается в шток привода линейного перемещения 6 упирается в шток привода линейного перемещения 6 (микрометрический винт) и фиксируют начальное показание (микрометрический винт) и фиксируют начальное показание о о по шкале микрометрического винта 6. Перемещая по шкале микрометрического винта 6. Перемещая противовес 16 измерительного щупа 14, приводят противовес 16 измерительного щупа 14, приводят крестообразную балку в равновесие относительно оси, крестообразную балку в равновесие относительно оси, проходящей через точки ее подвеса на гибких связях 11. проходящей через точки ее подвеса на гибких связях 11.

Патент Патент RURU № 2 № 2308308770606 С1, С1, СпособСпособ определения коэффициента трения покоя определения коэффициента трения покоя

поверхностного слоя материалаповерхностного слоя материала

Перемещая балку 3 по стойке 7, приводят измерительный щуп 14 в соприкосновение с образцом 4 в выбранной Перемещая балку 3 по стойке 7, приводят измерительный щуп 14 в соприкосновение с образцом 4 в выбранной точке. Затем нагружают измерительный щуп 14 грузом 15 и, плавно вращая головку микрометрического винта 6 по точке. Затем нагружают измерительный щуп 14 грузом 15 и, плавно вращая головку микрометрического винта 6 по часовой стрелке, перемещают держатель образца 3 вместе с образцом 4 в горизонтальной плоскости. В результате часовой стрелке, перемещают держатель образца 3 вместе с образцом 4 в горизонтальной плоскости. В результате действия силы трения Р измерительный щуп 14 перемещается вместе с образцом 4, а гибкие связи 11, на которых действия силы трения Р измерительный щуп 14 перемещается вместе с образцом 4, а гибкие связи 11, на которых подвешен измерительный щуп 14, отклоняются от вертикального положения до тех пор, пока горизонтальные подвешен измерительный щуп 14, отклоняются от вертикального положения до тех пор, пока горизонтальные составляющие сил реакции нитей не превысят значение силы трения покоя между поверхностями образца 4 и составляющие сил реакции нитей не превысят значение силы трения покоя между поверхностями образца 4 и измерительного щупа 14 и не произойдет сдвиг образца 4 и измерительного щупа 14 относительно друг друга. В измерительного щупа 14 и не произойдет сдвиг образца 4 и измерительного щупа 14 относительно друг друга. В этот момент прекращают перемещение держателя образца 3, фиксируют конечное значение и определяют этот момент прекращают перемещение держателя образца 3, фиксируют конечное значение и определяют величину линейного перемещения, по которому рассчитывается коэффициент трения покоя.величину линейного перемещения, по которому рассчитывается коэффициент трения покоя. С помощью представленного способа можно оценить триботехнические характеристики восстановленного узла С помощью представленного способа можно оценить триботехнические характеристики восстановленного узла и сравнить их с характеристиками аналогичного изделия полученного традиционными технологиями.и сравнить их с характеристиками аналогичного изделия полученного традиционными технологиями.

Предлагаемый способ определения коэффициента трения покоя Предлагаемый способ определения коэффициента трения покоя поверхностного слоя позволяет осуществлять контроль восстановленной поверхностного слоя позволяет осуществлять контроль восстановленной поверхности на локальных участках и сравнивать характеристики поверхности на локальных участках и сравнивать характеристики различных материалов. Триботехнические испытания сплавов АК-9,различных материалов. Триботехнические испытания сплавов АК-9, БрС30 и БрС30 и ЦАМ10-5 подтвердили результаты измерения коэффициента трения ЦАМ10-5 подтвердили результаты измерения коэффициента трения предложенным способом и показали существенное увеличение предложенным способом и показали существенное увеличение износостойкости восстановленных деталей по сравнению с износостойкости восстановленных деталей по сравнению с аналогичными образцами полученными традиционными технологиями. аналогичными образцами полученными традиционными технологиями.

Интенсивность изнашивания снижается на Интенсивность изнашивания снижается на 40%40%

На основе предложенной математической модели был разработан На основе предложенной математической модели был разработан алгоритм для оптимизации процесса деформирования по силовому параметру, алгоритм для оптимизации процесса деформирования по силовому параметру, что обеспечивает восстановление изношенной детали с минимальными что обеспечивает восстановление изношенной детали с минимальными энергозатратами, где энергозатратами, где vivi – скорость относительного перемещения соседних – скорость относительного перемещения соседних блоков, блоков, fifi – площадь поверхности скольжения между двумя блоками, – площадь поверхности скольжения между двумя блоками, qq – удельное – удельное усилие на поверхности усилие на поверхности ff0, 0, fjfj – площадь контакта между материалом и – площадь контакта между материалом и инструментом (где возникают силы трения), инструментом (где возникают силы трения), vjvj – величина разрыва скорости на – величина разрыва скорости на площади площади fjfj, , - коэффициент пластического трения, - коэффициент пластического трения, vv0 – скорость 0 – скорость поступательного движения инструмента, поступательного движения инструмента, 1 и 1 и 2 - главные нормальные 2 - главные нормальные напряжения, напряжения, kk - предел текучести при сдвиге, - предел текучести при сдвиге, VVиз – объём изношенного материала, из – объём изношенного материала, vijvij- объём ячейки матрицы М- объём ячейки матрицы Мijij описывающей изношенную поверхность, описывающей изношенную поверхность, ii и и jj – номера – номера ячеек, р – расстояние (шаг) между локальными точками деформирования, ячеек, р – расстояние (шаг) между локальными точками деформирования, VijVij – – восстановленный объём в точке локальной деформации, Рвосстановленный объём в точке локальной деформации, Рijij – деформирующее – деформирующее усилие в точке локальной деформации, Р – суммарное усилие, усилие в точке локальной деформации, Р – суммарное усилие, hh – глубина – глубина внедрения в точке локальной деформации, внедрения в точке локальной деформации, mm и и nn – предельные значения шага, – предельные значения шага, rr и и ss – предельные значения глубины внедрения. – предельные значения глубины внедрения.

Метод реконструкции может быть использован при ремонте Метод реконструкции может быть использован при ремонте подшипников распределительного вала двигателей моделей ЗМЗ-4025, подшипников распределительного вала двигателей моделей ЗМЗ-4025, ЗМЗ-4026, ЗМЗ-4061, 331, 3317, 3313, 4ЗМЗ-4026, ЗМЗ-4061, 331, 3317, 3313, 4112МЭ и им аналогичным, которые 2МЭ и им аналогичным, которые выполнены в литом корпусе головки или блока цилиндров.выполнены в литом корпусе головки или блока цилиндров.

Для восстановления головки блока цилиндров Для восстановления головки блока цилиндров двигателя 331 предлагается приспособление с двигателя 331 предлагается приспособление с кондукторным валом.кондукторным валом. Установка кондукторного вала 1 относительно Установка кондукторного вала 1 относительно восстанавливаемой детали обеспечивается восстанавливаемой детали обеспечивается опорами 3 и 4, которые крепятся резьбовыми опорами 3 и 4, которые крепятся резьбовыми пальцами 14 и гайками 15. пальцами 14 и гайками 15. Для компенсации усилия деформирования Для компенсации усилия деформирования предусмотрена дополнительная опора 12. предусмотрена дополнительная опора 12. Возвращение индентора в исходное положение после Возвращение индентора в исходное положение после снятия нагрузки обеспечивает возвратная пружина снятия нагрузки обеспечивает возвратная пружина 19. Контроль перемещений обеспечивается лимбом 5, 19. Контроль перемещений обеспечивается лимбом 5, линейкой 6 с винтом 9, который фиксируется болтом линейкой 6 с винтом 9, который фиксируется болтом 11 через прихват 10 с контргайкой 8 и 11 через прихват 10 с контргайкой 8 и барабанчиком 7. барабанчиком 7. Подача антифрикционного полимера к Подача антифрикционного полимера к углублениям осуществляется через три специальных углублениям осуществляется через три специальных канала 18. канала 18.

Предлагаемый метод реконструкции и Предлагаемый метод реконструкции и диагностики локально изношенных диагностики локально изношенных

деталейдеталей• обеспечивает формирование поверхности с обеспечивает формирование поверхности с

равновесной микроструктурой не требующей равновесной микроструктурой не требующей приработки с качественно новыми приработки с качественно новыми триботехническими свойствами обеспечивающими триботехническими свойствами обеспечивающими повышенный ресурс восстановленной детали.повышенный ресурс восстановленной детали.

Процесс восстановленияПроцесс восстановления• является безотходным,является безотходным,

• не требует значительных энергозатрат, не требует значительных энергозатрат,

• не требует дорогостоящего оборудования, не требует дорогостоящего оборудования,

• не требует последующей термической, не требует последующей термической, механической обработки.механической обработки.