Розділ 4 розробка технологічного процесу відновлення і зміцнення деталей лазерним наплавленням

4.1 Вибір і обґрунтовування номенклатури деталей сільськогосподарських машин для лазерного відновлення

При виборі деталей сільськогосподарської техніки, відновлюваних лазерним наплавленням, необхідно враховувати особливості технології, що розробляється: деталі повинні бути відповідальними, працювати в тяжких умовах, площа відновлюваних поверхонь - відносно невелика, але місця відновлення труднодоступні, величина зносу може бути від 0,1 мм до 1 мм Матеріал відновлюваних деталей - високовуглецеві леговані сталі і чавуни.

Дані випробувань сільськогосподарських машин в експлуатаційних умовах показують, що такими характерними деталями можуть бути кулачкові вали різних типів, деталі гідросистем різних конструкцій (золотники гідророзподільників, шестерні гідронасосів, втулки торцевих ущільнень гідротрансмісії), розподільні вали ДВС сільськогосподарських машин.

На більшості самохідних сільськогосподарських машин застосовується гідростатична трансмісія ГСТ-90, для приводу провідних коліс. Дослідження по випробуваннях машин у виробничих умовах доводять, що надійність ГСТ-90 недостатньо висока, а напрацювання повністю по групах сільськогосподарських машин знаходиться в межах 76... 100 мотогодин.

Більше 17% відмов по гідротрансмісіях приходиться на знос золотникових пар, втулок торцевих ущільнень. Це пояснюється, з одного боку, складними умовами роботи деталей (хвильові ударні процеси абразивна дія в гідравлічному середовищі) і, з другого боку необхідністю використання деталей з особливо якісних матеріалів (легованих сталей, високоякісних чавунів) з високим ступенем точності виготовлення.

Застосування традиційних методів відновлення, таких як гальванопокриття, дугові види наплавлення, для цих деталей малопридатні по ознаках не технологічності, неможливості досягнення високої міцності.

Серед ДВС сільськогосподарських машин на частку газорозподільного механізму (ГРМ) доводиться 25...27% відмов від загального числа відмов двигуна. Основною деталлю ГРМ є розподільний вал, довговічність якого визначається інтенсивністю зносу його кулачків і опорних шийок. За даними досліджень для двигуна СМД-60 знос опорних шийок вельми незначний і для більшості розподільних валів лежить в межах допуску. В той же час, встановлено, що знос кулачків по середніх значеннях невеликий, але по максимальних величинах значний. Середньомаксимальний знос кулачків досягає (0.9...1.5)-10³ м. Таким чином, для підвищення загального терміну служби двигуна потрібне підвищення зносостійкості відновленого сполучення "кулачок-штовхач".

Досягши величини зносу більше граничної, відновлення ведуть, використовуючи різні види наплавлень (вібродугову, під шаром флюсу або газу, газополум’яну, плазмову), електроконтактне напікання порошків, гальванопокриття. Загальним недоліком способів заснованих на використовуванні дугових зварювальних процесів, є значні деформації розподільних валів, великі припуски на механічну обробку, не завжди забезпечується достатня зносостійкість, твердість і контактна міцність нанесеного шару. Гальванопокриття не забезпечують необхідній міцності зчеплення з основою через високі контактні напруги на вершинах кулачків. Аналогічна картина спостерігається при роботі паливної апаратури у кулачків паливних насосів. Є також складні дорогі деталі з невеликими поверхнями, що зношуються, відновлення яких звичайними методами утруднено. В якості такої деталі може служити вторинний вал КПП трактора Т-150К. Поверхні при відновленні звичайними методами наплавлення перегріваються, відбувається викривлення деталі. Для відновлення зношених поверхонь таких деталей пропонується використовувати лазерне наплавлення.

На підставі аналізу особливостей роботи ряду деталей гідро трансмісії, гідророзподільника, дизельної паливної апаратури, ГРМ двигунів сільськогосподарських машин, їх зношування і відмов проведений вибір номенклатури деталей, що підлягають відновленню лазерним наплавленням (табл. 4.1)