Відновлення колінчастих валів двигунів внутрішнього згоряння іонно-імпульсного азотування
Відновлення твердості поверхневого шару шийок вала після механічної ремонтної операції методом іонно-імпульсного азотування. Вольт-амперна характеристика тліючого розряду. Схема утворення азотованого шару та схема установки іонно-імпульсного азотування.
Рубрика | Транспорт |
Вид | реферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 24.10.2010 |
Размер файла | 10,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
ВІДНОВЛЕННЯ КОЛІНЧАСТИХ ВАЛІВ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ ІОННО _ ІМПУЛЬСНОГО АЗОТУВАННЯ
Е.К. Посвятенко*, д-р техн. наук; В.В. Алєксєєв*; А.В Рутковський**, канд. техн. наук
*Національний транспортний університет;
**Інститут проблем міцності ім. Г.С.Писаренка НАНУ
У роботі описано технологію відновлення твердості поверхневого шару шийок вала після механічної ремонтної операції методом іонно-імпульсного азотування.
Перспективним напрямком підвищення зносостійкості деталей ДВЗ є метод іонно-імпульсного азотування в пульсуючій плазмі тліючого розряду [1]. На ДВЗ автомобілів ЗИЛ 130 встановлюють колінчастий вал зі сталі 45, на ДВЗ автомобілів - КамАЗ, ЯМЗ - із сталі 50Г [2-4]. Традиційна обробка стальних колінчастих валів полягає у такому:
1) для нормалізованого вала:
- температура нагріву в печі, 850-870;
- витримка в печі, хв 140;
- охолоджувальне середовище повітря;
2) для поліпшеного вала:
- нагрів під гартування, 800-820;
- витримка в печі, хв 110;
- охолоджувальне середовище вода ( 20-30);
- нагрів для відпуску, 580-610;
- витримка в печі, хв 150;
- охолодження повітря.
У ході експлуатації шийки колінчастих валів зношуються. Після першого і кожного повторного ремонтів механічною обробкою корінних та шатунних шийок вала ДВЗ ЯМЗ знімається 0,25мм. Це призводить до втрати твердості поверхневого шару. Тому мета даної роботи - розробити на основі лабораторних досліджень технологію відновлення твердості поверхневого шару шийок вала після механічної ремонтної операції. Як базова технологія обране іонно-імпульсне азотування, яке відоме у світовій практиці машинобудування як ефективний спосіб відновлення деталей.
Закордонні технології передбачають використання як робочого середовища водню. Проте це призводить до небажаного зниження механічних властивостей серцевини деталі. Дана розробка передбачає заміну водню аргонно-азотною сумішшю і принципове удосконалення.
Для утворення якісного покриття при температурах, менших від температури відпуску, необхідно мати високу енергію потоку частинок, що конденсуються на поверхні деталі. При зіткненні з твердою поверхнею в мікрооб'ємах поверхневого шару створюються умови, що забезпечують утворення хімічних зв'язків без об'ємного нагрівання деталі. У вакуумну камеру вводиться аргонно-азотна суміш для утворення іонного потоку, який одержується з газового розряду.
За нормальних умов гази не є струмопровідними [5]. Однак при високих напругах та в умовах вакууму такі ізоляційні властивості можуть змінюватись. В області F-G (рис.1) вольт-амперна характеристика тліючого розряду є додатною. Ця область “сильнопоточного” тліючого розряду, яка використовується як технологія для іонно-імпульсного азотування, є метастабільною і трансформується під дією зовнішніх факторів у небажану стабільну форму - електричну дугу. Для запобігання утворенню дуги використовується швидкодійне реле, завдяки чому не відбувається пошкодження відновлюваної поверхні колінчастого вала.
Рисунок 1 _ Вольт-амперна характеристика тліючого розряду
У випадку застосування випрямленого імпульсного струму утворюються залежні від місця виникнення потенціали та просторові заряди (рис. 2). Напруга внаслідок великої різниці мас-електронів та іонів спочатку залишається приблизно постійною і тільки біля поверхні катода починає спадати. Цей спад, що обумовлений інтенсивним іонним бомбардуванням катода, дозволяє використовувати імпульсну плазму тліючого розряду для обробки поверхні. Збуджені атоми та молекули випромінюють кванти світла, завдяки чому в області катодного падіння напруги спостерігається світіння тліючої кромки, яка набуває форми відновлюваної деталі.
Рисунок 2 _ Схема утворення азотованого шару
Для забезпечення робочої температури, меншої за температуру відпуску, розроблена схема живлення, яка працює в імпульсному режимі з частотою 100Гц. Система включає (рис. 3): трансформаторний блок, силовий випрямляч, блок для створення імпульсів газового розряду, систему управління, систему вимірювання тиску і температури. Окрім системи живлення, установка оснащена вакуумною системою, яка складається з двох вакуумних насосів, системою подачі газів.
Рисунок 3 _ Блок-схема установки іонно-імпульсного азотування
При відновленні колінчастих валів серед основних параметрів нанесення покриття слід визначити такі:
- товщина азотованого шару - 0,2 мм (рис. 4);
- тривалість процесу азотування - 8 годин;
- глибина первинного вакууму - 0,4 Па;
- робочий тиск - 80-260 Па;
- твердість азотованого шару 550-1500 HV.
Висновок
Іонно-імпульсне азотування на відміну від інших способів азотування є фінішною операцією при відновленні колінчастих валів ДВЗ і має такі переваги:
- більш високу твердіть поверхні після обробки;
- відсутність деформації після обробки;
- вищу зносостійкість відновлюваної деталі;
- низьку температуру азотування, внаслідок чого немає структурних перетворень у матеріалі колінчастого вала;
- відсутність переходу тліючого розряду у дуговий;
- забезпечення дифузійного насичення у важкодоступних місцях;
- зниження собівартості відновлення.
Рисунок 4 _ Структура поверхневого шару азотованої шийки колінчастого вала
Однак при відновленні за цим способом особливу увагу слід приділяти попередній підготовці поверхні. Зокрема, перед азотуванням необхідно видалити всі залишки забруднюючих речовин. Для очищення колінчастих валів слід застосувати миття в мийній машині з використанням ультразвуку.
SUMMARY
In the article a technology of crank-shaft journal surface hardness recovery with the aid of ion-impulse nitration after crank-shaft repairing is described.
Список літератури
1. Dr.-Ing. R.Chatterjee-Fisher, Dr.-Ing. R.Hoffman Wдrmebehandlung von Eisenwerktoffen Nitriden und Nitrocarburieren 1990.- 280p.
2. Рудницкий Н.М. Исследование выносливости коленчатых валов автомобильных двигателей и поворотных кулаков автомобилей. _ М.,1966._ 64 с.
3. Баранова Н.Б. Коленчатые валы тракторных двигателей повышенной надежности и долговечности. _ М., 1965.- 56с.
4. Пасов В.З., Валькович В.С. Ремонт двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238. _ М., 1968._ 256 с.
5. ПовстеньВ.О., Посвятенко Е.К. Фізичні основи та джерела живлення зварювальної дуги. _ К.: Аристей, 2004._ 168 с.
Подобные документы
Цикл Карно як ідеальний цикл силової установки. Ідеальні термодинамічні цикли двигуна внутрішнього згоряння. Характеристики циклу із змішаним підведенням теплоти. Компресори та компресорні установки. Принципова схема одноступеневого поршневого компресора.
реферат [330,5 K], добавлен 16.10.2010Загальна характеристика та значення процесу газообміну робота двигуна внутрішнього згоряння. Опис технології часткового відновлення кулачків розподільного валу автомобіля ЗІЛ-130. Перелік основних вимог нормативно-технічної документації з охорони праці.
курсовая работа [1005,5 K], добавлен 14.12.2010Характеристика дільниці заводу, призначеної для відновлення і з'єднання деталей. Розрахунок дільниці миття і розбирання заводу по ремонту двигунів. Розробка технологічного процесу на відновлення валика водяного насосу, розрахунок витрат на відновлення.
курсовая работа [92,9 K], добавлен 20.08.2011Вибір способів відновлення деталі. Вибір технологічних баз. Технологія відновлення кожного дефекту. Технологічний маршрут відновлення деталі. Вибір обладнання та засобів технологічного оснащення. Розрахунок припусків, режимів обробки, норм часу.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 26.01.2016Технічні вимоги до деталі. Способи відновлення корпусу та технологія усунення дефектів. Вибір обладнання та оснащення операцій. Розрахунок припусків і розмірів на обробку отвору, режимів різання, норм часу. Схема патрону для встановлення розверток.
курсовая работа [986,9 K], добавлен 18.02.2016Економічне обґрунтування проекту та аналіз складу парку машин і обладнання. Вибір розташування підрозділів і допоміжних формувань машинного парку. Виробнича діяльність ремонтної майстерні, схема процесу ремонту. Розробка ремонтного креслення деталі.
курсовая работа [113,1 K], добавлен 01.03.2012Опис конструкції впускного клапана, його призначення і робота. Аналіз технічних умов на відновлення поверхні деталі і методи їх забезпечення. Вибір припусків на механічну обробку відновленої поверхні. Підбір режимів різання та вимірювального інструменту.
курсовая работа [356,5 K], добавлен 20.05.2015Визначення призначення та опис видів двигунів внутрішнього згорання, основні причини їх несправностей. Організація цеху по ремонту двигунів внутрішнього згорання. Обґрунтування розробки проекту стенду призначеного для ремонту автомобільних двигунів.
курсовая работа [499,3 K], добавлен 24.02.2015Основні несправності колінчатого валу автомобіля. Обґрунтування виробничої партії деталі. Вибір технологічних баз. Аналіз дефектів, вибір способів усунення. Маршрут відновлення деталі, вибір обладнання. Шліфування корінної шийки колінчастого валу.
курсовая работа [287,7 K], добавлен 22.10.2011Технологічні дані про автомобіль. Таблиця аналізу дефектів на деталях та вузлах. Опис слюсарних операцій які проводяться при ремонті або після відновлення. Післяремонтна діагностика, перевірка, обкатка. Перелік робіт, що необхідно проводити після ремонту.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 18.01.2011