Спосіб відновлення опорної поверхні важконавантажених металургійних машин

Спосіб відновлення опорних поверхонь важконавантажених металургійних машин, що включає зачистку, знежирення, нанесення з надміром полімерного матеріалу в спеціально виконані поглиблення з подальшим притисненням до другої контактної поверхні, який відрізняється тим, що максимальна умовна межа текучості полімерного матеріалу перевищує розрахункову напругу, яку витримує відновлена опорна поверхня, причому розміри поглиблень в опорній поверхні, товщина шару полімерного матеріалу між поверхнями та їх діаметр зв'язані між собою наступним співвідношенням: æ 7 12,5 ö æ 100 ö ÷× ç s 0,2 max = 25 × ç 1 - + - d + 2 ÷ МПа , ç D 2 ÷ èh + 8 ø è D ø де s 0,2 max - максимальна умовна межа текучості полімерного матеріалу, МПа; D - діаметр поглиблення в плані, мм; h - величина поглиблення в опорній поверхні, мм; d - товщина шару полімерного матеріалу, мм. UA (21) a200712440 (22) 09.11.2007 (24) 25.09.2008 (46) 25.09.2008, Бюл.№ 18, 2008 р. (72) ІЩЕНКО АНАТОЛІЙ ОЛЕКСІЙОВИЧ, UA, ГРИШКО ВАСИЛЬ ПЕТРОВИЧ, UA, КАЛІНІЧЕНКО ІРИНА ОЛЕКС АНДРІВН А, U A (73) ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA (56) UA 43031 C2, 7 B05D 3/12, 15.12.2003 UA 4804 U, 7 B05D 3/12, 15.02.2005 UA 69653 A, 7 B23P 6/02, 15.09.2004 RU 2220038 C2, 7 B23P 6/00, 27.12.2003 RU 2118917 C1, 6 B05D 3/12, 20.09.1998 US 3975814, 2 B22D 19/10, B23P 7/00, 24.08.1976 FR 2874019, B23P 6/00, C09J 5/00, 10.02.2006 Ищенко А.А. Новые технологии восстановления направляющих металлообрабатывающих станков. Оборудование и инструмент для профессионалов. - 2/2003. - С. 26-27. http://diamantik.com.ua/ file/article/article1175692974.pdf Ищенко А.А. Те хнологии восстановления изношенных и дефектных деталей с помощью металлополимерных материалов / Сварщик. - 2004. C2 2 (19) 1 3 84243 поверхнях металургійних машин. Дія цих навантажень сприяє швидкому руйнуванню металополімерного прошарку і повторного виходу з ладу машини або окремих фрагментів відновленої поверхні, що, кінець кінцем, заважає нормальному функціонуванню металургійного агрегату, зниженню терміну його експлуатації. Останній спосіб дозволяє відновити опорну поверхню деталі з будь-якого металу, в короткі терміни і досягти при цьому високої міцності металополімерного шару в умовах дії великих навантажень. Проте цей спосіб не враховує умови виконання розмірів поглиблень для металополімерного матеріалу, необхідне для придбання ним максимальної умовної межі текучості. Відсутність обліку цих чинників може привести до погіршення прочностных характеристик полімерного шару, що, у свою чергу, обумовлює непридатність відновленої поверхні до роботи або зменшення її терміну служби. В основу винаходу поставлено завдання удосконалити спосіб відновлення опорних поверхонь тяжко навантажених металургійних машин шляхом нової сукупності дій, а саме виявлення математичної залежності механічних властивостей полімерного матеріалу від розмірів поглиблень і товщини його шару, що дозволить по отриманій максимальній умовній межі текучість матеріалу і з її допомогою провести порівняння та гарантувати міцність з’єднання і тим самим збільшити його навантажену здатність, а, отже, і термін служби відновленою ним опорної поверхні машини. Для вирішення поставленого завдання в способі відновлення опорної поверхні важконавантажених металургійних машин, що включає зачистку, знежирення, нанесення з надміром полімерного матеріалу в спеціально виконані поглиблення з подальшим притисненням до другої контактної поверхні, згідно винаходу максимальна умовна межа текучості полімерного матеріалу повинна перевищувати розрахункову напругу, яку повинна витримувати відновлена опорна поверхня, причому розміри поглиблень в опорній поверхні, товщина шару "полімерного матеріалу між поверхнями та їх діаметр зв’язані між собою наступним співвідношенням: æ 7 12,5 ö æ 100 ö s 0,2 max = 25 × ç 1 - + ç ÷×ç - d + 2 ÷ МПа D D2 ÷ è h + 8 ø è ø де s 0,2 max - максимальна умовна межа текучості полімерного матеріалу, Мпа; D - діаметр поглиблення в плані, мм; h - величина поглиблення в опорній поверхні, мм; d - товщина шару полімерного матеріалу, мм. По отриманому співвідношенню можна визначити, як змінюється величина максимальної умовної межі текучості полімерного матеріалу від розмірів поглиблень в опорній поверхні, товщину шару та їх діаметру. Зі збільшенням значень діаметру поглиблень умовна межа текучості полімерного матеріалу трохи збільшується, а при збільшенні поглиблення і товщини шару призводить до його зменшення. Тому одночасний вплив дослі 4 джуваних параметрів необхідно враховувати при оцінці міцностних характеристик матеріалу. Користуючись співвідношенням, по-перше, можна визначити величину межі текучості матеріалу при заздалегідь вибраних параметрах поглиблень в опорній поверхні. По-друге, відновити зношену поверхню важконавантажених машин. Потретє, враховувати вплив великих навантажень, у тому числі і динамічних, які можуть виникнути в зоні контакту взаємодіючих поверхонь металургійних машин. Раціонально підібрані параметри поглиблень в опорній поверхні дозволять, перш за все, не руйнуватися полімерному шару під дією навантажень, а отже, повторно запобігати виходу з ладу машини або окремих фрагментів відновленої поверхні, що забезпечить їх якісне відновлення і нормальне функціонування агрегату в цілому. На Фіг.1 показана схема виконання опорної поверхні з виконаним поглибленням h та діаметром D, яка заповнена полімерним матеріалом з лишком d : 1 - опорна поверхня; 2 - полімерний матеріал. Математична залежність була отримана експериментально, згідно методиці планування багатофакторпих експериментів, викладеній в навчальному посібнику [А.А. Спиридонов. Н.Г. Васильєв. Планирование эксперимента. Учебное пособие. Свердловск: изд. им. Кирова, 1975г.]. Для отримання математичної залежності умовної межі текучості від розміру поглиблень, товщини шару полімерного матеріалу між поверхнями та їх діаметром проводилися лабораторні дослідження згідно заздалегідь побудованому плану експерименту методом комбінаційних квадратів, який дозволяє при мінімальному числі дослідів отримати математичну модель процесу. Згідно вибраному плану експерименту кількість досліджуваних зразків - 75, кількість паралельних дослідів - 3. Для цього потрібно було виготовити зразки опорної поверхні (сталь 45 ГОСТ 1050-70) діаметром 40мм, виготовлені поглиблення, що мають спеціально. А також кришку (ст. 3 ГОСТ 380-71) з виконаним отвором, що дозволяє формувати шар полімерного матеріалу над опорною поверхнею необхідного діаметру. Розмір поглиблень і товщина шару матеріалу варіювалася в діапазоні 1, 1.5, 2, 2.5 і 3мм; а діаметр - 12, 16, 20, 25 і 30мм. Для проведення эксперименту був вибраний матеріал multimetall stahl 0118 німецької фірми «Diamant», який використовується для відновлення важконавантажених металургійних машин. Оскільки даний матеріал не мас площадку текучості на діаграмі стиснення, то для таких матеріалів визначається умовна межа текучості -напруга, при якій залишкові деформації досягають деякої заданої величини 0,2%. Тому за критерій поведінки полімерного матеріалу, що вивчається, була вибрана умовна межа текучості матеріалу s 0,2 . В результаті проведення експерименту були виявлені окремі залежності навантаження що діє на зразок від кожного чинника, а потім отримано співвідношення всіх чинників. Дослідження зразків проводилися на розривній машині РМ-20 з найбільшим граничним стискаючим навантаженням 200кН. 5 84243 Аналізуючи отриману залежність потрібно відзначити, що при збільшенні величини поглиблення, а також товщину шаруючи умовна межа текучості матеріалу знижується, а при збільшенні значення діаметру - відбувається його значне підвищення. З вище викладеного аналізу отриманих результатів виходить, що оптимальними параметрами поглиблень, при яких досягається максимальна умовна межа текучості матеріалу наприклад рівний 236МПа, є поглиблення глибиною 1,0мм, шар завтовшки 1,0мм і діаметром 30мм. Запропонований спосіб дозволяє досягти величини максимальної умовної межі текучості полімерного матеріалу, який повинен перевищува ти розрахункову напругу, що витримується відновле Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 6 ною опорною поверхнею, тим самим, збільшити міцність конструкції відновленої опорної поверхні в цілому, а отже термін служби відновленій ним поверхні. Спосіб також визначає вплив на максимальну умовну межу текучості матеріалу мінімальних розмірів поглиблення в опорній поверхні, його діаметру і товщини шару полімерного матеріалу, вживаного при відновленні важконавантажених машин, яке необхідно враховувати при плануванні ремонтних робіт. Таким чином, сукупність заявлених ознак дозволяє набути нової технічної властивості - підвищення міцності з’єднання і збільшення навантаженої здатності матеріалу, а отже, терміну служби відновленою їм опорній поверхні важконавантаженої машини. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601