Введение 4
Глава 1 Восстановление подшипниковых отверстий корпусных деталей автомобильных агрегатов 11
1.1 Сущность процесса восстановления автомобильных деталей и
обоснование необходимости восстановления 11
1.2 Анализ методов проведения технологического процесса
восстановления подшипниковых отверстий картера 14
Глава 2 Методика восстановления деталей методом
электрохимического натирания 36
1.3 Сущность процесса восстановления деталей натиранием 36
1.4 Исследование процесса проведения восстановления детали
методом электрохимического натирания 44
1.5 Технологический процесс восстановления деталей методом
электрохимического натирания 56
Глава 3 Обоснование эффективности восстановления деталей методом электрохимического натирания 62
1.6 Расчет экономической эффективности восстановления детали
методом электрохимического натирания 62
1.7 Оценка эффективности предлагаемых мероприятий 66
Заключение 73
Список используемых источников 76
Купить

Восстановление деталей - набор методик возвращения деталям первоначального состояния, известный и применяемый достаточно давно. Широкое распространение эти методы получили еще в СССР, что объяснялось требованиями экономии в народном хозяйстве и бережным отношениям к имеющимся ресурсам. Истинной причиной развития культуры восстановления изношенных деталей явилось то, что промышленность не справлялась с обеспечением потребности всех транспортных средств. Именно необходимость поддержания на постоянном уровне технической готовности транспортных средств явилось причиной внедрения методов восстановления в практику деятельности АТП и АРП на всей территории Советского Союза. Однако, после прихода капиталистических отношений и развития частного сектора в производстве, отношение к запасным частям изменилось. Появилось большое количество промышленных изделий, как от оригинального производителя, так и производимых сторонними организациями. Большое разнообразие и выбор запасных частей, а также сравнительная простота проведения работ с новыми запасными частями привели к практически полному исчезновению культуры восстановления деталей.
Однако, ситуация в экономике Российской Федерации в настоящее время меняется. Детали, которые ранее завозились из стран Восточной Европы и некоторых стран Юго-Восточной Азии становятся недоступными для использования. Также недоступны многие детали от оригинальных производителей. В перспективе складывающаяся ситуация заставляет вернуться к методикам восстановления, когда качество восстановления детали и затраты на совершение этих работ полностью соответствуют параметрам экономической эффективности.
Восстановление деталей автомобиля знакомо достаточно давно, о чем говорилось ранее. Методики восстановления значительно меняются с появлением и внедрением новых производственных и технологических процессов.
Технологии восстановления деталей можно разбить на три основные группы по методам их осуществления. К первой группе относятся методы восстановления геометрических размеров деталей путем термической наплавки слоя металла на поверхность с последующей механической обработкой. Вторая группа включает различные способы напыления на поверхность металла, распыленного до состояния дисперсии в среде газа. Этот метод получил название газотермического напыления (ГТН). Третья группа - применение электрохимических способов восстановления, к которым относят электролитическое натирание и методы электрогальванического восстановления деталей.
Перечисленные методы восстановления в разное время нашли свое применение в практической деятельности специализированных предприятий автомобильного транспорта. Наибольшее распространение получили методы наплавки, ввиду их простоты осуществления. Однако, применение этого метода зачастую связано с риском температурного воздействия на поверхность изделия, что способно повлечь изменение в кристаллической структуре, а также способно вызвать коробление детали. С точки зрения наиболее щадящего воздействия применим метод вибродуговой наплавки. Однако, стоит отметить, что кроме риска температурного воздействия на деталь существует риск появления дефектов, связанных с наплавкой, а именно: попадание шлаковых включений, появление раковин и пор вследствие неравномерного остывания наплавляемого металла и т.п.
При нанесении покрытий на поверхность детали, кроме восстановления размеров, решается вопрос о формировании покрытия, увеличивающего эксплуатационный ресурс самого изделия. При этом, наносимое покрытие может обладать антифрикционными, противоизносными, коррозионностойкими характеристиками, либо сочетать различные из них. Существует несколько способов нанесения покрытий, используемых в практике проведения восстановительного ремонта. К таковым способам относятся:
- нанесение покрытий плазменным методом, данный метод эффективен с точки зрения скорости и качества формирования покрытия, но имеет высокую стоимость, что не позволяет его применять, например, в условиях ограниченного количества восстанавливаемых деталей;
- нанесение покрытий газоплазменным методом, данный метод имеет схожие по скорости и качеству наносимого покрытия показатели с плазменным методом, однако, при выполнении операций существует значительный риск перегрева детали, что ограничивает технологическое применение его на практике;
- нанесение покрытий электролитическим методом, данный способ лишен рисков перегрева металла, поскольку процесс протекает при температурах, не превышающих 60...80°С. Минусом данного метода является его низкая производительность, поскольку наращивание слоя требует времени на протекание процесса.
Одним из наиболее востребованных способов нанесения покрытия в среде газа является газотермическое напыление. Назначение метода - создание покрытия на поверхности деталей с целью увеличения их наружных размеров. Данный метод используется в практике восстановления деталей в течении длительного времени и зарекомендовал себя как простой и надежный метод, исключающий перегрев детали и обеспечивающий формирование прочного поверхностного слоя с хорошей адгезией к подложке.
«Газотермическое напыление дает возможность наносить работоспособные покрытия практически любой необходимой толщины (от 0,01 до 10 мм и более).
Процесс напыления при нормальных условиях и режимах можно вести с нагревом изделия до температуры не более 100°С. При необходимости эта температура может быть снижена дополнительным охлаждением в процессе напыления до 20—25°С. Таким образом, исключается опасность вредных температурных воздействий на основной металл изделия, что имеет место при сварке, наплавке и химико-термической обработке. В частности, при наращивании деталей наплавкой в результате термического влияния возникают внутренние напряжения, вызывающие остаточные деформации. Для снятия внутренних напряжений требуется общий предварительный подогрев и последующая термическая обработка наплавляемых деталей. Это ведет к их короблению и изменению размеров ранее обработанных поверхностей.» [28]
«Создание участка по восстановлению деталей поможет решить многие проблемы, в частности не придётся закупать новые детали, а восстановление старых может занять минимум времени. При этом восстановленные детали полностью удовлетворяют техническим требованиям, а кое в чём даже превосходят новые, в частности по прочностным характеристикам.
Но в любом случае, после проведения процедуры восстановления поверхности шеек коленчатого вала остаются вопросы по долговечности подобного покрытия и качества нанесенного покрытия. Технологией, которая позволяет решить вопрос качества и надежности покрытия является технология гидродробеструйного упрочнения поверхности коленчатого вала.» [19], [24]
«Повышение качества и надежности восстановленных коленчатых валов, за счет создания внедрения новых ресурсосберегающих технологических процессов, повышения их производительности требует не столько обеспечения точности размеров, но и заданных физико-механических свойств поверхностного слоя; остаточных напряжений, наклепа (степень и глубина), рельефа микрогеометрии, которые имеют в большинстве случаев превалирующее значение в обеспечении надёжной работы детали и всего изделия. На сегодняшний день наиболее актуальной проблемой является восстановление геометрических размеров коренных и шатунных шеек без существенного снижения усталостной прочности коленчатых валов.» [1]
Восстановление деталей электрохимическим методом - способ весьма перспективный, но требующий тщательного и сложного технологического подхода. Преимуществом этого метода будет являться нанесение покрытия наиболее аккуратным и точным образом. Недостатком метода является тот факт, что покрытие невозможно нанести толстым слоем (максимальная толщина осаждения металла на поверхность составит от нескольких микрон до 0,5 мм). Кроме того, предъявляются жесткие требования к качеству поверхности, которое обеспечивает сцепление нанесенного слоя с основной подложкой. Эти требования ограничивают применение метода нанесения гальванических покрытий теми деталями, износ которых не имеет критических значений и которые могут быть восстановлены в достаточно ограниченном диапазоне.
Как правило, метод восстановления деталей путем электрохимического натирания может быть применен к корпусным деталям, таким как блоки цилиндров, картеры редукторов и коробок передач. Восстановлению в таких деталях как правило подвергаются посадочные отверстия под подшипники, износ в которых редко имеет абразивную природу и не имеет значительных величин, которые бы потребовали нанесения толстого слоя материала. Как правило, именно корпусные детали являются наиболее дорогостоящими и требуют наибольших материальных затрат при проведении ремонта.
В связи с ростом спроса на применение промышленных способов восстановления автомобильных деталей, в качестве темы диссертационного исследования взята тема «Методика восстановления деталей автомобиля методом электрохимического натирания».
Наиболее подробно процессы восстановления деталей автомобилей различными методами, предполагающими нанесене дополнительного покрытия в машиностроении и технологических процессах восстановления деталей рассматриваются в научных работах таких авторов как Филонов И.П., Баршай И.Л., В.А. Горохов, Н.В. Беляков, А.Г. Схиртладзе, Петросов В.В. и ряд других авторов.
В рамках диссертационных исследований проблемы восстановления деталей в рамках проведения капитального ремонта узлов и агрегатов транспортного средства рассматривали и предлагали пути их рения такие авторы как Жирнов А.А., Андрушевич А. А., Анисович А.Г.
Теоретико-методологическую базу исследования составили научные работы и исследования, посвященные вопросам восстановления поверхности деталей, упрочнения поверхности изделий методами поверхностно-пластического деформирования, при проведении послеремонтного воздействия на поверхность детали.
«Основные инструменты исследования: методы математического и экономического моделирования, математико-статистические методы, метод сравнения и аналогий, эконометрические методы.» [11]
Информационная база исследований представлена статистическими данными, собранными при проведении экспериментальных исследования, направленных на изучение процессов восстановления деталей автомобиля различными методами и методом электрогальванического натирания, в частности.
Научная новизна исследований: состоит в разработке технологического процесса восстановления поверхности детали методом электрохимического натирания и обоснованием различных режимов проведения технологического процесса.
Практическая значимость исследования состоит в разработке комплексной технологии восстановления геометрических параметров корпусных деталей методом нанесения слоя металла методом электрохимического натирания, с проведением последующих работ, направленных на восстановление качества поверхности, соответствующего параметрам, предусмотренных производителем.
«По теме диссертационного исследования опубликована 1 научная работа, общим объемом 0,8 печ.л.» [11]
«В первой главе магистерской диссертации рассматриваются теоретические вопросы, посвященные различным методам восстановления. Рассматриваются основные характеристики конструкции и виды износа, определяются возможные методы восстановления геометрии и производится их сравнительный анализ.» [11]
Вторая глава рассматривает возможность восстановления поверхности методом электрохимического натирания на специализированном стенде, на примере восстановления картера коробки передач грузового автомобиля. Производится исследование восстановления корпусных деталей методами электрохимического натирания, в соответствии с полученным заданием, в рамках диссертационного исследования. Представлены основные результаты исследований, в виде разработанных и полученных экспериментальным путем параметров нанесения покрытия на поверхность корпусной детали. Проведена разработка технологического процесса восстановления детали и разработка экспериментальной установки электрохимического натирания, как часть технологического процесса восстановления геометрии корпусной детали.
В третьей главе диссертационного исследования выполнен расчет экономического эффекта от предлагаемой в рамках исследования технологии восстановления. Оценка эффективности осуществляется на основе сравнительного анализа разрабатываемой технологии в сравнении с традиционными методами восстановления, в частности с напылением на поверхность детали.
В заключении даются основные выводы по разделам и делается общий вывод по проделанной работе в рамках диссертационного исследования и по достижению поставленных задач, в рамках магистерской диссертации.

Купить