Спосіб безрозбірного відновлення тертьових з’єднань

1 Спосіб безрозбірного відновлення тертьових з'єднань, який включає подачу в зону тертя технологічного середовища, яке містить ремонтновідновний склад і формування при експлуатаційному навантаженні, який відрізняється тим, що заздалегідь підготовлене у вигляді твердого стержня технологічне середовище наносять натиранням на одну з поверхонь вузла тертя, яка, переміщуючись, заносить технологічне середовище в зону тертя, де під тиском утворює зносостійкий поверхневий шар, при цьому ремонтно-відновний склад приготовляють на основі порошку природного мінералу серпентиніту у формі хризотілу з додаванням порошків металів, графіту і органічного сполучного компоненту 2 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що технологічне середовище містить порошки природних мінералів, металів і графіту у твердому сполученні 3 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що дисперсність порошку природного мінералу хризотілу для обробки важко навантажених пар тертя повинна знаходитися в межах 50-60 мкм 4 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що ремонтно-відновний склад містить 70 % маси технологічного середовища, решта - органічний сполучений компонент 5 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що технологічне середовище наносять локально безпосередньо у зону тертя, яка підлягає обробці 6 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що технологічне середовище для обробки локальних ділянок поверхні тертя виготовляють у формі стержня заданих розмірів (діаметр, довжина), який притискують певним зусиллям до поверхні тертя, яка підлягає обробці, протягом часу, необхідного для утворення зносостійкого поверхневого шару при експлуатаційних навантаженнях 7 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що твердіння технологічного середовища відбувається при температурі 40-50°С протягом 10-12 годин 8 Спосіб по п 1, який відрізняється тим, що до складу технологічного середовища входять такі інгредієнти у співвідношенні, мас % серпентиніт у формі хризотілу 10-15 оксид заліза 30-50 мідь 1-3 вуглець у формі графіту 0,1-2 органічний сполучений компонент решта (О о (О Винахід відноситься до області транспортного і енергетичного машинобудування і зв'язаний з підвищенням ДОВГОВІЧНОСТІ (ЗНОСОСТІЙКОСТІ) вузлів тертя ковзання механізмів машин і обладнання, які працюють в умовах великих питомих навантажень без мастила чи в умовах граничного тертя ВІДОМІ способи підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ МО ЖЛИВО розділити на дві основні групи У першу групу входять способи, які зв'язані із застосуванням різних мастильних композицій, які складуються із органічного сполучення і плівкоутворюючих додатків У процесі експлуатації механізму мастильна композиція розміщується поміж металевими поверхнями, які труться, взаємодіє з ними і утво рює захисну плівку До другої групи відносяться способи підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ, засновані на фізико-хімічній обробці поверхонь вузлів тертя при їх виготовленні чи під час ремонту В результаті відбувається триболопчне поліпшення поверхонь тертя, найбільш значне у випадку застосування способів осадження із парової фази, іонної імплантації, лазерної модифікації поверхонь, а також нанесення твердомастильних покриттів (ТСП) (Гаркунов Д Н Триботехника - М Машиностроение 1989 г - с 480, Повышение долговечности машин технологическими методами Под ред ТауритаГЭ - К Техника, 1986 г -с 158) Незважаючи на явну переважність першої гру 60164 пи способів підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ, зв'язану з мастила (реборди коліс ЖД транспорту, транспорможливістю їх використання в процесі експлуатації ту метро, трамваїв, підкранові шляхи портальних без розбору механізму, істотним недоліком їх явкранів, поворотні пристрої баштових кранів і та ш ), ляються низькі експлуатаційні характеристики при цьому виключити можливість попадання масутворених захисних плівок по ЗНОСОСТІЙКОСТІ, діатила в пограничну зону, яка потребує підвищеного пазону робочих температур і навантажень, адгетертя зійної здібності Поставлене завдання досягається тим, що у Фізико-хімічна обробка поверхонь вузлів тертя відомому способі безрозбірного відновлення з'єддозволяє уникнути вказаних недоліків і забезпечує нань тертя в умовах експлуатації, який заключанадійну і прогнозну їх роботу, яка виключає незається у подачі в зону тертя рідкого технологічного плановані простої, а також відновлення зношених середовища, яке складається із базового масла і деталей при ремонті Однак, ці способи підвищенремонтно-відновного складу на основі порошку із ня ЗНОСОСТІЙКОСТІ потребують додаткових затрат,природних матеріалів, які утримують аморфний так як можуть застосовуватись тільки у виробнидвоокис кремнію і рідкоземельні метали, згідно чих умовах при подетальному розібранню механівинаходу, заздалегідь готують тверде технологічзмів і при наявності спеціальних технологій з виконе середовище, яке складається із порошку різнористанням обладнання, яке дорого коштує видності природного мінералу серпентеніту - хризотіл, а також порошків оксиду заліза, МІДІ, За останнє десятиріччя стали успішно розвиграфіту, які грають роль активаторів і каталізаторів ватися нові способи підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ з процесу утворення зносостійкого шару і органічноодночасним відновленням металевих поверхонь, го сполучення які труться, з допомогою додання в робочі масла і мастила механізмів природних мінералоутримуюВказаний технічний результат досягається, чих композитів якщо вміст порошку природного мінералу хризотілу у КІЛЬКОСТІ 10-15% його маси і його дисперсності При попаданні у вузли тертя механізмів в про50-бОмкм цесі їх експлуатації, мінералоутримуючі композити змінюють структуру і властивості тонкого поверхСпосіб безрозбірного відновлення поверхонь невого шару деталей, які труться, так, по суті, попар тертя при експлуатації здійснюється таким верхневий шар підлягає поверхневій фізикочином ХІМІЧНІЙ обробці Таким чином, нові способи поєдСпочатку виготовляється твердий технологічнують у собі переваги розглянутих способів ЗНОСОний склад у виді стержня (наприклад, круглого СТІЙКОСТІ, а саме варіант безрозбірного застосусічення в спеціальній захисній оболонці) Розміри вання в поєднанні з високими триболопчними стержня (довжина і діаметр) вибираються ВІДПОВІвластивостями і відновленням поверхонь вузлів ДНО, в залежності від часу обробки пари тертя, тертя необхідного для отримання тонкого зносостійкого шару і розміру локальної зони тертя, яка підлягає До недоліків способів підвищення ЗНОСОСТІЙКОобробці Потім стержень встановлюється на вузол СТІ з допомогою додавання природних мінералоутертя і притискується з зусиллям 15-20кг/см2 тортримуючих композитів у робочі масла, треба відцевою площиною до поверхні, яка підлягає обробнести відсутність можливості забезпечити однакові ці При експлуатації механізму у штатному режимі, умови обробки поверхонь у вузлах тертя На праквідбувається натирання стержня на поверхню тертиці мають місце різні концентрації композиту, тя і попадання складу в зону тертя, де здійснюшвидкості переміщення поверхні, питомі навантаються процеси видаляння окисних плівок і активаження, температурні режими, види матеріалу поції поверхні тертя (фрикційна стадія), і дифузія верхонь тертя і ІНШІ ВІДМІНИ, що впливають на компонентів складу із утворенням тонкого зносошвидкість утворення і характеристики зносостійкостійкого шару (антифрикційна стадія) При цьому, го шару і створюють невизначеність при виконанні нанесення складу відбувається зовні зони тертя на процесу обробки одну з поверхонь тертя, яка, переміщуючись, поНайбільш близьким способом по відношенню падає в зону тертя, де і відбувається утворення до заявленого являється Патент України №24442А тонкого зносостійкого шару, при цьому попадання кл С23С26/00, С10М125/40 від 17 07 98 р, який твердого технологічного складу в пограничні зони, забезпечує підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ з'єднань, які виключається труться, механізмів машин і обладнання в процесі експлуатації шляхом подачі в зону тертя заздалеУ ході проведення дослідження застосування гідь підготовленого технологічного середовища, порошків природних мінералів (геомодифікаторів) яке утримує абразивоподібний порошок ремонтнодля підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ металевих повервідновного складу (РВС) на базі природних мінехонь тертя, встановлено, що фізичні характерисралів в суміші з робочим маслом тики утворених захисних шарів залежать від в'язкості органічного сполучення (носія) і Основним недоліком розглянутого способу явпокращуються з и зростанням Таким чином, заляється неефективність його використання для пропонована структура складу у виді твердого важконавантажених пар тертя, які працюють у відкомпозиту являється значно більш ефективною, сутності мастила чи граничного тертя, а також для чим при використанні рідких носив, особливо для локальної обробки окремих ділянок поверхні терповерхонь тертя з високими питомими навантатя женнями В основу винаходу поставлене завдання підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ локальних ділянок важкоПісля закінчення обробки залишки стержня навантажених пар тертя механізмів машин і облазнімаються із вузла тертя механізму, і механізм днання при експлуатації їх в умовах відсутності продовжує функціонувати в штатному режимі три 60164 валии час завдяки утворенню на поверхні тертя антифрикційного захисного шару Спосіб безрозбірної обробки важко на вантажених поверхонь тертя пройшов лабораторну і експлуатаційну перевірку і підтвердив свою ефективність Лабораторні дослідження проводилися на вузлі тертя нерухомий зразок - сталевий палець, рухомий зразок - сталевий (чавунний) диск (диски) На диск у зоні тертя наносився намазуванням твердий технологічний склад, виготовлений у виді стержня діаметром 7 мм , довжиною 35 мм , який при обертанні диску попадав у зону тертя Твердий технологічний склад утримував 8-10% маси природного мінералу хризотілу, 50-60% маси оксиду заліза і 3-5% маси МІДІ, 2-3% маси вуглецю у формі графіту, решта - органічне сполучення Дисперсність порошку 50-55мкм Обробка проводилася протягом 2-х годин Оцінка ефективності способу проводилась ваговим методом і шляхом виміру мікротвердості У якості контрольних служили дискові зразки, які випробовувались без використання твердого технологічного складу Результати випробувань показують, що при використанні твердого технологічного складу швидкість зношування стального диску зменшилась у 5 разів, а диску із чавуну - в 3,5 рази При цьому мікротвердість поверхні чавунного диску у зоні тертя виросла в 1,29 рази, а стального - в 1,38 рази в порівнянні з мік Комп'ютерна верстка Е Ярославцева ротвердістю металу у зоні тертя без обробки, що свідчить про утворення на поверхні сталі і чавуну зносостійкого захисного шару Експлуатаційна перевірка способу здійснювалась на ЖД транспорті, для підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ реборд колісних пар рухомого составу Севастопольської ДІЛЬНИЦІ Придніпровської ЖД Випробування показали, що після обробки протягом 1000км пробігу реборди робочого колеса запропонованим способом, з використанням твердого технологічного складу у виді стержня діаметром 20мм , довжиною 100мм , виведення стержня і наступного пробігу колеса протягом 7500 км , знос реборди відсутній За цей час товщина реборд контрольних коліс зменшилась на 10-12% Величина твердості поверхні гребеня реборди після обробки, вимірена з допомогою портативного твердоміру ТН-134 по методу Ліба, збільшилась на 15% в порівнянні з твердістю гребеня контрольного колеса Отримані результати свідчать про підвищення ЗНОСОСТІЙКОСТІ гребеня реборди після обробки Приведені приклади показують, що запропоноване технічне рішення підвищує ЗНОСОСТІЙКІСТЬ важконавантажених вузлів тертя ковзання, які працюють в умовах відсутності мастила чи граничного тертя, без виведення механізму із експлуатації Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна