Обґрунтування характеристик дискретного зміцнення шийок колінчастих валів двигуна на засадах аналізу методів їхнього відновлення.
Автор: Стахів Іван Русланович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Автомобільний транспорт
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Як показує практика, близько 75% деталей [1] після розбирання агрегатів, що надходять в капітальний ремонт, мають великий залишковий ресурс й можуть бути використані повторно після відновлення з витратами, що не перевищують 40-60% вартості нових деталей. Таким чином, завдання з підвищення зносостійкості деталей автотранспортних засобів та трибосистем у цілому є актуальним й вимагає всебічного підходу і вивчення. При цьому відомо, що будь-який технологічний процес ремонту та відновлення деталі (агрегату) передбачає не тільки усунення змін геометричних параметрів, які виникли при експлуатації, але й, головним чином, стримування тих руйнівних процесів, що відбуваються на поверхні деталі, й видалення їх наслідків. Тому, при досить великій кількості способів відновлення деталей, актуальною задачею дотепер є пошук нових ефективних технологій ремонту, що підвищують ресурс їх робочих поверхонь. Об’єкт дослідження: технологічний процес дискретного зміцнення шийок колінчастих валів для вдосконалення ремонту автомобільних двигунів. Предмет дослідження: закономірності зміни триботехнічних характеристик матеріалу після дискретного зміцнення колінчастого вала, що визначає ресурс автотранспортних засобів. Мета роботи – дослідити способи дискретного зміцнення шийок колінчастих валів на основі ретроспективного аналізу робіт. У розділі 1 проаналізовано вплив ресурсу колінчастого валу на термін служби двигунів транспортної техніки. Виявлено особливості зношування поверхонь шийок колінчастих валів автомобільних двигунів. Статистичні дані засвідчують що основною причиною руйнування колінчастих валів є інтенсивне зношуванням шийок і лише невеликий відсоток припадає на дефекти матеріалу деталі (заготовки) [2, 5]. При цьому основним процесом зношування пари «шийка колінчастого валу - вкладиш підшипника ковзання» є механічне зношування, яке складається з абразивного та втомного. Супроводжуючими видами зношування є молекулярно-механічне й корозійно-механічне та їхні різновиди, які залежно від умов роботи двигуна впливають на стан деталей й за певних умов можуть стати домінуючими процесами руйнування [3]. Розглянуто основні способи ремонту колінчастих валів та проаналізовані їхні переваги й недоліки. У розділі 2 проведено аналіз теоретико-експериментальних досліджень дискретного зміцнення як альтернативного методу ремонту колінчастих валів. З усіх відомих традиційних способів зміцнення й нанесення зносостійких покриттів для дискретного зміцнення матеріалів деталей найбільш оптимальним є метод електроіскрового легування [4], суть якого полягає в перенесенні металу з анода на катод у момент іскрового розряду між ними. Одночасно з перенесенням металу в момент розряду відбувається макролегування приповерхневої зони деталі, що приводить до зміни хімічного складу й фізико-механічних властивостей матеріалу основи в плямі контакту з електродом. Процес електроіскрового легування має низку особливостей: перенесення матеріалу залежить від ерозійної стійкості анода й катода; має обмеження за товщиною шару, що наноситься й глибиною; та шорсткістю поверхні; низька продуктивність процесу; призводить до утворення каверн на поверхні. У розділі 3 розглянуто основні принципи дискретного зміцнення деталей двигунів, обладнання та матеріали електродів, технологічні режими. У розділі 4 проаналізовано вплив дискретного зміцнення на триботехнічні характеристики колінчастих валів. Встановлено, що оптимальними параметрами дискретного зміцнення для матеріалів колінчастих валів (чавун, сталь) є: сила струму розряду Iр = 60-70 А, товщина електрода (сталь 08Х18Н10Т) S = 1мм і величина дискретності ? = 50-70%. Встановлено, що глибина зміцнених зон, як у чавунних, так і в сталевих деталей перебуває в межах 250-400 мкм і складається з «білої» зони із твердістю 500-1000 МПа й «підшару» із твердістю 400-700 МПа [2]. Ключові слова: автомобільні двигуни, колінчасті вали, способи відновлення і зміцнення шийок колінчастих валів, дискретне зміцнення шийок колінчастих валів та його режими. Перелік використаних літературних джерел 1. Анілович В. Я. Міцність та надійність машин. / В. Я. Анілович, О. С. Грінченко, В. В. Карабін та ін.; за загальною ред. В. Я. Аніловича – К.: Урожай, 1996. – 288с. 2. Гончаров В. Г. Исследование износостойкости стальных коленчатых валов / В. Г. Гончаров, Б. В. Савченков // Вісник ХДТУСГ. – Харків: Изд-во ХДТУСГ. – 2003. № 17 - С. 71-76. 3. Костецький Б. І. Структурно-енергетичні умови поверхневої міцності при терті / Б. І. Костецький, O. K. Караулов, Н. Б. Костецька – К.: АН УРСР, 1977. – 26 с. 4. Лошак М. Г. Прочность и долговечность твердых сплавов / М. Г. Лошак – К.: Наукова думка, 1984. – 328 с. 5. Полянський О. С. Технологія відновлення деталей та ремонту авто-мобілів / О. С. Полянський, Б. В. Савченков, М. В. Байцур.- Харків, вид-во ХНАДУ, 2012.–320с.