Технические науки/4. Транспорт

к.т.н. Рылякин Е.Г.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО
ВОССТАНОВЛЕНИЯ КОРПУСОВ ГИДРОНАСОСОВ

Одним из путей сохранения на предприятиях имеющегося парка машин и уменьшения материальных затрат является использование прогрессивных ресурсосберегающих технологий восстановления тракторных и комбайновых деталей. Поэтому использование вторичных материальных ресурсов и их максимальное вовлечение в хозяйственный оборот является неотъемлемой частью по экономии средств.

В современных конструкциях мобильных машин широко используются гидравлические исполнительные механизмы для привода рабочих органов, в системе управления, а также в качестве гидравлических трансмиссий. Область применения гидроприводов постоянно расширяется. В настоящее время они используются практически во всех моделях транспортно-технологических машин. Рост применения гидропривода объясняется целым рядом эксплуатационных преимуществ гидравлических агрегатов перед механическими.

Одним из наиболее сложных и ответственных агрегатов в гидросистеме является гидронасос. Однако, преимущества применения гидронасосов не всегда могут быть полностью реализованы в эксплуатации из-за отказов, вызванных несовершенством их конструкций или конструкции гидросистемы; некачественным изготовлением или сборкой гидроагрегатов; нарушением правил эксплуатации и технического обслуживания, а также низким качеством ремонта.

В связи с этим поиск новых нестандартных технологических решений восстановления и повышения износостойкости корпусов гидронасосов, подвергающихся наибольшей выработке в процессе эксплуатации, за счет улучшения физико-механических свойств рабочих поверхностей, с использованием высокотехнологичного и экологически безопасного оборудования, является актуальной задачей.

На наш взгляд, наименее затратным с материальной точки зрения и по трудоемкости является электромеханический способ восстановления корпусов гидронасосов. Для реализации данного способа нами предлагается технологическая оснастка, работающая по принципу электромеханического высаживания материала.

Электромеханическая обработка – это разновидность восстановления деталей пластическим деформированием, заключается в искусственном нагреве металла электрическим током в зоне деформации. Этот способ дает возможность обрабатывать закаленные детали и детали, восстановленные твердыми сплавами.

Электромеханическая обработка заключается в следующем. Деталь и инструмент подключают к вторичной обмотке понижающего трансформатора. К вращающейся детали прижимают с определенным усилием инструмент и включают продольную подачу. Через зону контакта детали и инструмента пропускают ток 350…700 А напряжением 1…6 В. Так как площадь контакта детали и инструмента мала, а ток большой, то металл детали в зоне контакта мгновенно нагревается до температуры 800…900°С и легко деформируется инструментом. Последующий быстрый отвод теплоты внутрь детали (охлаждение) способствует закалке поверхностного слоя.

В зависимости от вида применяемого инструмента можно проводить два вида обработки – сглаживание поверхности и высадку металла с последующим сглаживанием.

Сглаживание осуществляют твердосплавной пластиной, изготовленной из сплава Т15К6 с закругленной вершиной. Радиус закругления R = 80… 100 мм.

Процесс высадки металла с последующим сглаживанием включает две операции – высадку металла и сглаживание выступов до необходимого размера. Металл высаживают твердосплавной пластиной из сплава Т15К6 с углом в плане 60…70°. Подача должна быть в три раза больше контактной поверхности пластинки.

При вращении детали и продольной подаче твердосплавная пластина деформирует нагретый до температуры 800…900°С металл, в результате чего на поверхности образуется винтовая канавка и выпученность, а диаметр детали увеличивается. Винтовые канавки на поверхности детали, остающиеся на поверхности после сглаживания, заполняют эпоксидной композицией, что компенсирует уменьшающуюся площадь контакта посадочного места с цапфой
вала.

Высадку и сглаживание проводят при скорости обработки поверхности детали соответственно 1,5…8 и 5…8 м/мин. Число проходов 2…4 и 1…2, сила тока 400…500 и 250…400 А.

Давление на инструмент при высадке закаленных деталей 900…1200 Н, сглаживании – 300…400 Н, для незакаленных – соответственно 600…800 Н и 300…400 Н.

С учетом этих режимов нами было разработано приспособление для электромеханической обработки колодцев корпуса насоса (рисунок 3.1), позволяющее использовать материал незадействованных участков корпуса насоса для восстановления изношенных поверхностей сопряжения «зуб шестерни-колодец корпуса» путем высадки и последующего сглаживания материала.

Устройство состоит из головки высаживающей 1, ползуна 2, рамы 3, винта нажимного 4, болтов 5, гаек 6, муфт 7, редуктора червячного 8, электродвигателя 9.

Корпус насоса устанавливается в ползун 2, высаживающая головка 1 вводится в колодец корпуса, на нее подается электрический ток от преобразователя напряжения (на листе не показано) и она приводится во вращение от электродвигателя 9, через редуктор 8, установленных на раме 3. Высаживающие и сглаживающие ролики головки 1 контактируют с колодцем корпуса гидронасоса восстанавливая изношенную поверхность. Прямолинейное перемещение головке 2 сообщается от нажимного винта 4, который одновременно перемещает ползун вниз по стойке рамы 3.

Рисунок – Схема приспособления для ремонта корпусов гидронасосов:

1 – головка высаживающая; 2 – ползун; 3 – рама; 4 – винт нажимной; 5 – болты; 6 –гайки; 7 – муфты; 8 – редуктор червячный; 9 – электродвигатель

Этот способ по сравнению с наплавкой имеет ряд преимуществ: повышает производительность, снижает расход электроэнергии и себестоимость восстановления, исключает коробление деталей, не требуются электроды, отсутствие необходимости последующей механической и термической обработки.