WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Восстановление направляющих втулок клапанов газораспределительного механизма двигателей семейства ямз покрытием никель-фосфор-медь

На правах рукописи

Бабяк Сергей Иванович

ВОССТАНОВЛЕНИЕ НАПРАВЛЯЮЩИХ ВТУЛОК КЛАПАНОВ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА ДВИГАТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА ЯМЗ ПОКРЫТИЕМ НИКЕЛЬ-ФОСФОР-МЕДЬ

Специальность: 05.20.03 — Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва- 2010

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет природообустройства» (ФГОУ ВПО МГУП).

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Евграфов Владимир Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Пучин Евгений Александрович

кандидат технических наук Чавыкин Юрий Иванович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный заочный университет» (ФГОУ ВПО РГАЗУ)

Защита диссертации состоится «15 » марта 2010 г. в «13» часов на заседании диссертационного совета Д220.044.01 при ФГОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный универ­ситет имени В.П. Горячкина» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Лиственничная аллея, д.16 а, корпус 3, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО МГАУ.

Автореферат разослан «11 » февраля 2010 г. и размещён на сайте ФГОУ ВПО МГАУ www.msau.ru « 12 » февраля 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор А.Г.Левшин.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в сельском хозяйстве на долю транспортных перевозок приходится 30 % всего объема работ, 50-60 % которого выполняется автомобилями МАЗ. Эти машины как правило оснащены двигателями ЯМЗ-238 и ЯМЗ- 236.

В процессе эксплуатации дизелей от 30 до 45 % всех отказов приходится на газораспределительную систему, одним из основных узлов которой является клапанная группа: клапан, седло и направляющая втулка. Втулка является основным ресурсоопределяющим звеном и при её износе весь газораспределительный механизм не может нормально работать. Износ и ухудшение технического состояния газораспределительного механизма в процессе эксплуатации приводит к нарушению работы дизеля, снижению его мощности, увеличению удельного расхода топлива, образованию нагара на поршнях и деталях распылителей форсунок, ускорению износа кривошипно-шатунного механизма.

Необходимость восстановления диктуется низким послеремонтным ресурсом этих деталей. Существующие в настоящее время способы восстановления направляющих втулок являются сложными и дорогостоящими.

Химический метод осаждения покрытий весьма перспективен и прост, так как сравнительно тонкий слой покрытий обеспечивает необходимые эксплуатационные свойства поверхностям деталей. В связи с этим актуальной задачей ремонтного производства является разработка технологии восстановления направляющих втулок с применением твердых и износостойких покрытий.

Цель работы - разработать и исследовать способ восстановления направляющих втулок клапанов газораспределительного механизма двигателей семейства ЯМЗ нанесением химического покрытия никель-фосфор-медь.

Объект исследования: направляющие втулки клапанов двигателей семейства ЯМЗ.

Предмет исследования: процессы, происходящие при восстановлении, режимы нанесения и термообработки покрытий никель-фосфор-медь.

Методика исследований включала в себя лабораторные исследования покрытия Ni-P-Cu, а также эксплуатационные испытания восстановленных направляющих втулок клапанов.

Лабораторным исследованиям подвергались структура Ni-P-Cu покрытия, сцепляемость и основные физико-механические свойства: износостойкость, сцепляемость и коррозионная стойкость.

В результате эксплуатационных испытаний определен ресурс направляющих втулок клапанов двигателей семейства ЯМЗ, восстановленных с применением химического покрытия никель-фосфор-медь.

Научная новизна. Установлены механизмы получения трёхкомпонентного покрытия Ni-P-Cu и его фазовый состав.

Теоретически обоснована высокая износостойкость химического Ni-P-Cu покрытия, установлены оптимальный состав электролита и режимы нанесения покрытия, позволяющие получать покрытие никель-фосфор-медь с повышенными физико-механическими свойствами.

Практическая ценность. На основании проведенных исследований предложена технология восстановления направляющих втулок клапанов двигателей семейства ЯМЗ, которая позволяет увеличить ресурс направляющих втулок в 1,3-1,5 раза по сравнению с серийными.

Достоверность результатов работы подтверждается лабораторными и эксплуатационными испытаниями, использованием современных методов и технических средств исследований, а также экспериментально-теоретическими положениями по математическому планированию эксперимента.

Реализация результатов исследований. Результаты работы внедрены в республике Беларусь, на ДП «Слонимский мотороремонтный завод» ГУП «Облсельхозтехника». Кроме того, результаты теоретических и экспериментальных исследований могут быть использованы в ремонтном производстве при восстановлении и упрочнении изношенных деталей автотракторной техники.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов ФГОУ ВПО МГУП в 2005-2009 гг.; ежегодном межгосударственном постоянно действующем научно-техническом семинаре «Проблемы экономичности и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания» (Москва, 2003-2006 гг.); Международной научно-практической конференции.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ. Общий объем публикаций 1,27 п. л., из них авторский вклад составляет 0,86 п.л.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 154 страницах. Состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и 5 приложений. Содержит 7 таблиц, 19 рисунков. Список литературы включает в себя 219 наименований.

Научные положения, выносимые на защиту:

  • способ восстановления направляющих втулок с применением покрытия Ni-P-Cu;
  • теоретическое обоснование повышения микротвёрдости и износостойкости химического покрытия никель-фосфор-медь после термообработке;
  • результаты исследований влияния состава электролита и режимов нанесения покрытия Ni-P-Cu на механизм формирования структуры и его основные физико-механические свойства;
  • результаты исследований механизма получения химического покрытия Ni-P-Cu;
  • результаты эксплуатационных испытаний восстановленных направляющих втулок и оценка экономической эффективности разработанной технологии;

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрено современное состояние вопроса и обоснована актуальность темы диссертации.

В первой главе изучено состояние вопроса, поставлена цель и определены задачи исследований. Установлено, что на надежность автомобилей МАЗ, на которые, как правило, устанавливаются двигатели ЯМЗ-236, ЯМЗ-238 большое влияние оказывает техническое состояние газораспределительного механизма.

Ресурсоопределяющими деталями в системе газораспределения являются направляющие втулки клапанов, являющиеся базой для перемещения клапанов и прилегания его к седлу.

Исследованию кинематики ГРМ, оценке динамических качеств привода клапана и методам расчета динамики с точки зрения улучшения условий посадки клапана в седло и уменьшения интенсивности его ударов посвящены работы Л.В. Корчемного, С.Н. Хрункова, А.Н. Карева, П.С. Макаревича, В.Н. Алимова и др.

Работы Е.Д. Дейниченко, М.А. Анфиногенова, В.П. Ускова, Л.А. Жолобова и др. посвящены исследованиям закономерностей износа деталей механизма газораспределения, теплового и напряженного состояния клапанов и головок блока.

Совершенствованию технологии ремонта, исследованию предельных и допускаемых размеров при ремонте газораспределительного механизма посвящены работы А.А. Слепова, П.М. Кривенко, Е.А. Пучина, В.П. Попова, В.П. Лялякина, И.А.

Янсикене, П.А. Кулько, Л.К. Челпана, Г.Д. Межецкого, В.П. Силуянова, А.А. Захарова и др.

Приведенные работы отражают актуальность дальнейших исследований механизма газораспределения в контексте современного состояния вопросов эксплуатации и ремонта ДВС: улучшения его качеств, совершенствования технологических процессов ремонта и т.д.

Анализ способов восстановления изношенных направляющих втулок выявил их существенные недостатки.

В связи с этим необходимо разработать способ более технологичный, относительно несложный, малотрудоемкий.

Установлено, что покрытия Ni-P-Cu являются перспективными для восстановления работоспособности направляющих втулок клапанов. При нанесении таких покрытий отсутствует термическое воздействие на деталь, приводящее к ее короблению, изменению структуры основного металла и его физико-механических свойств. При использовании данного способа не требуется затрат на дорогостоящее оборудование, так как при нанесении химических покрытий можно использовать оборудование гальванических цехов.

В соответствии с проведенным анализом и поставленной целью были определены следующие задачи:

1.Изучить причины отказов двигателей семейства ЯМЗ из-за выхода из строя ГРМ и способы их восстановления.

2.Обосновать способ восстановления направляющих втулок ГРМ и определить оптимальные режимы нанесения химического покрытия никель-фосфор-медь.

3.Теоретически обосновать повышение износостойкости химического покрытия Ni-P-Cu после термообработки.

4.На основе разработанного способа предложить технологию восстановления направляющих втулок ГРМ с применением химического покрытия Ni-P-Cu и исследовать физико-химические свойства полученного покрытия.

5.Провести стендовые и эксплуатационные испытания направляющих втулок и определить технико-экономическую эффективность разработанной технологии их восстановления.

В главе были рассмотрены процессы образования и упрочнения Ni-P-Cu покрытий, а также определена степень повышения износостойкости таких покрытий.

По результатам проведенного анализа установлено, что получение качественных Ni-P-Cu покрытий происходит при использовании кислотных электролитов.

Вторая глава содержит теоретическое обоснование процессов, протекающих при получении химического покрытия Ni-P-Сu и процесса упрочнения при дальнейшей термообработке. Для получения качественных покрытий и лучшего понимания происходящих при этом процессов были проведены поляризационные исследования. Измерения проводили потенциостатическим методом в ячейке ЯСЭ-2. В качестве рабочего электрода использовали медный точечный электрод, покрытый химически осаждёнными сплавами, в качестве электрода сравнения применяли хлоридсеребряный электрод типа ЭВП - 1М1, а в качестве вспомогательного - платиновый. Рабочий электрод сразу после нанесения покрытия и промывки в дистиллированной воде помещали в термостатированную ячейку ЯСЭ - 2, заливали исследуемые растворы и погружали вспомогательный Pt-электрод. Температура составляла 80 ± 2°С. После этого проводили измерения потенциала (рисунок 1.) с помощью импульсного потенциостата ПИ-50-1-1 и фиксировали силу тока, используя миллиамперметр марки М 253. Процесс образования химических Ni-P-Сu покрытий начинается самопроизвольно только на некоторых каталитически активных металлах. К их числу относятся: никель, железо, кобальт, палладий и алюминий. Однако никелевое покрытие можно нанести и на другие металлы (например, на медь или латунь), если их после погружения в раствор привести в контакт с более электроотрицательным металлом, чем никель (например, с алюминием). В результате контактирования на поверхности покрываемого металла за счёт работы возникающего при этом гальванического элемента образуется слой никеля, на котором далее продолжается процесс восстановления.

Схему реакции химического осаждения покрытия Ni-P-Cu можно представить следующим образом:

анодный процесс:

Н2РO2-+ Н2O Н2РO3- + Hадс + H + е (1)

катодные процессы:

Ni2+ + 2eNi (2)

Cu2+ + 2eCu (3)

Н2РO2- +2Н++ е Р + 2Н2O (4)

H ++ 2еН2 (5)

Сопряжение реакций (1) и (2) даёт суммарную реакцию восстановления никеля:

Ni2+ + 2 Н2РO2- + 2Н2O Ni + 2 Н2РO3- + Н2 + 2H+ (6)

Сопряжение реакций (1) и (3) даёт суммарную реакцию восстановления никеля:

Cu2+ + 2 Н2РO2-+ 2Н2O Cu + 2 Н2РO3- + Н2 + 2H+ (7)

Сопряжение реакций (1) и (4) даёт реакцию образования фосфора:

2Н2РO2- +H + + Р + Н2РOз- + Н+ + Н2O (8)

Скорость анодной (1) и катодной ( 2 и 3) реакций в отдельных системах значительно ниже, чем скорость каталитического восстановления как никеля(ІІ), так и меди(ІІ). Однако считается, что при их совместном протекании в условиях растворов никелирования, механизм в основном сохраняется, а реакции взаимно ускоряются. Отмечается также, что скорость анодного окисления гипофосфита на никеле мало зависит от потенциала никеля.

Выявлено, что практически нет теоретических данных, позволяющих объяснить причину увеличения твердости химических покрытий по сравнению с гальваническими покрытиями. Это объясняется большим количеством факторов, сопутствующих процессу нанесения Ni-P-Cu покрытия.

Осадки химически восстановленного никеля непосредственно после их получения характеризуются аморфной структурой со случайным распределением в ней фосфора, являются метастабильными как в отношении «кристалличности», так и в отношении «равновесности» системы – смеси твердого раствора фосфора в никеле, а последующая термообработка приводит к структурным и качественным изменениям.

При нагревании химически восстановленного покрытия никель-фосфор-медь начиная с 300°С аморфный осадок превращается в кристаллический, который соответствует фазам: фазе твердого раствора фосфора в меди и никеле, а также интерметаллическим соединениям Ni3P и Cu3P.

С увеличением температуры нагрева количество фазы Ni3P и Cu3P возрастает за счет распада твердого раствора, а при нагреве выше 500 °С отмечается распад фазы Ni3P и образование фазы Ni5P, что приводит к существенному снижению микротвердости покрытия.

Третья глава содержит программу и методики исследования механизма процесса нанесения Ni-P-Cu покрытий, физико-механических свойств полученных покрытий, а также методику проведение лабораторных и эксплуатационных испытаний.

Формирование химического покрытия осуществлялось в кислых растворах при температуре 90-95°С. Указанные режимы, были выбраны как обеспечивающие формирование качественных покрытий в стабильном растворе с достаточно высокими деформационно-прочностными свойствами, высокой прочностью сцепления и скоростью осаждения.

Деформационно-прочностные свойства покрытий изучались по стандартной методике (ГОСТ 11262).

Толщина покрытия на образцах варьировалась от 10 до 300мкм.

Образцами при износных испытаниях являлись ролики диаметром 50 мм и шириной 12 мм покрытые сплавом Ni-P-Cu и колодки шириной 10мм.

При исследовании деформационно-прочностных свойств химических покрытий Ni-P-Cu исследования проводили на образцах с содержанием меди от 0 до 1,5% при различных режимах термообработки.

Микротвердость покрытий определяли на приборе ПМТ-3 вдавливанием алмазной пирамиды согласно ГОСТ 9450-76. Для этого предварительно изготавливали цилиндрические образцы диаметром 10 мм и высотой 40 мм. Нанесение покрытия осуществляли на отшлифованную, отполированную, а затем обезжиренную поверхность.

С целью снижения вероятности ошибки испытания микротвердости покрытий проводили по пять замеров каждого образца в его торцевой части.

Испытания проходили при нагрузке 50 г.

Все образцы, покрытые химическим сплавом Ni-P-Cu подвергались термообработке. Термообработка покрытий производилась в муфельной печи в течение часа.

Для измерения шероховатости поверхностей полученных покрытий использовали профилограф-профилометр мод. 201 завода "Калибр".

Структуру полученных покрытий Ni-P-Cu исследовали на микроскопе МИМ-7.

Элементный состав покрытия и присутствие в нем меди устанавливали с помощью лазерного эмиссионного анализа. Исследования проводили на установке фирмы «Саr1 Zeiss». Jеnа, состоящей из лазерного микроанализатора LМА-10 с твердотельным лазером и спектрографом

РGS-2.

Количественный состав Ni-P-Cu определяли методом вторично-ионной масс-спектрометрии. Исследование проводили на масс-спектрометрической установке с ионным зондом, состоящей из масс-спектрометра МИ-1305 и универсальной приставки, включающей в себя ионную пушку и камеру мишени.

Износостойкость Ni-P-Cu покрытия оценивали на лабораторной установке СМЦ-2 по схеме «ролик - колодка». Колодки изготавливали из стали 40ХН. Твердость колодки составляла 55...60НRС. На ролики наносили покрытие

Ni-P-Cu.

Испытания проводились в интервале нагрузок от 6,0 МПа до 12,0 МПа. Стабилизация момента в большинстве случаев заканчивалась через 15-20 минут работы пары трения. Такая продолжительность приработки объясняется особенностями протекания процесса приработки никель-фосфорно-медных покрытий.

Испытания проводили на моторном масле М-10Г2.

Эксплуатационные сравнительные испытания двигателей с восстановленными и серийными направляющими втулками проводили на автомобилях МАЗ с двигателями ЯМЗ 236, ЯМЗ 238.

Перед эксплуатационными испытаниями экспериментальные двигатели с восстановленными и серийными направляющими втулками клапанов были отрегулированы и в течение 10 ч обкатаны на стенде ДП «Слонимский мотороремонтный завод» ГУП «Облсельхозтехника». В процессе эксплуатацион­ных испытаний контролировали: наработку двигателя и эксплуатационные показатели.

В четвертой главе приведены: электрохимический механизм каталитических реакций, зависимость количества меди в покрытии от температуры рабочего раствора, зависимость скорости образования покрытия от температуры раствора, изменения микроструктуры покрытий после термообработки, зависимость микротвёрдости покрытия от условий термообработки, результаты лабораторных и эксплуатационных испытаний, а также технология восстановления направляющих втулок клапанов ГРМ двигателя ЯМЗ 236, ЯМЗ 238 с применением химического покрытия никель-фосфор-медь.

Электрохимический механизм каталитической реакции возможен в случае окислительно-восстановительной реакции, когда происходит переход электронов, а катализатором является поверхность находящегося в растворе металла. Согласно электрохимическому механизму, катализатор служит проводником электронов, облегчающим их переход от восстановителя к окислителю.

 Изменение потенциала в процессе восстановления В этом случае-0

Рисунок 1. Изменение потенциала в процессе восстановления

В этом случае каталитический процесс слагается из двух отдельно сопряжённых электрохимических реакций: анодного окисления восстановителя (переход электронов восстановителя к катализатору) и катодного восстановления окислителя (переход электронов из катализатора к окислителю). При сопряжении катодных и анодных процессов в отсутствие внешнего тока в системе устанавливается стационарное состояние, при котором абсолютные значения катодной и анодной плотности тока равны, а металл приобретает смешанный потенциал фМ. Плотность тока jm, соответствующая смешанному потенциалу, определяет скорость химического превращения веществ, которые участвуют в каталитическом процессе. Характер протекания анодной и катодной стадий по отдельности может быть представлен с помощью поляризационных кривых - катодной и анодной. Если области потенциалов, в которых идут оба процесса, перекрываются, то возможно протекание реакции по электрохимическому механизму.

При электрохимическом моделировании использовали два фоновых раствора: для изучения анодного процесса - раствор содержал все компоненты электролита, кроме соли никеля, а для изучения катодного процесса - раствор содержал все компоненты электролита, кроме гипофосфита натрия. Для нанесения Ni-P-Cu покрытия был выбран саморегулирующийся электролит следующего состава, г/л:

(NiSO4)-сульфат никеля 21;

малоновая кислота (H4C3O4) – 11,7;

аминоуксусная кислота (H5C3N02) - 10;

гипофосфит натрия (NaH2PO2*H2O)-30;

сульфат меди (CuS04) - 0,2.

 Зависимость количества меди в покрытии (%)от температуры-1

Рисунок 2. Зависимость количества меди в покрытии (%)от температуры рабочего раствора.

Одним из основных факторов, влияющих на свойства покрытия, является температура раствора, с изменением которой происходит изменение содержания меди в покрытии (рисунок 2.), что сильно влияет и на скорость осаждения покрытия (рисунок 3.)

 Зависимость скорости образования покрытия от температуры-2

Рисунок 3. Зависимость скорости образования покрытия от температуры раствора.

Рисунок 4. Микроструктура покрытий после термообработки: ( х 500)

а) химическое покрытие никель-фосфор-медь до термообработки;

б) химическое покрытие никель-фосфор-медь после термообработки при 400 ° C 1час;

Сопоставление покрытий Ni-P-Cu до и после термообработки показывает, что наличие термообработки устраняет слоистость в покрытии и способствует образованию более мелкокристаллической равномерной структуры. После нагрева слоистость в осадках исчезает, происходит дальнейшее укрупнение размеров частиц Ni3P. При нагреве покрытий фосфор диффундирует из них в основной металл, на границе которого образуется новая фаза, вероятно, фосфида железа Fe3P. Осадки химически восстановленного покрытия непосредственно после их получения характеризующиеся аморфной структурой со случайным распределением в ней фосфора, являются метастабильными как в отношении «кристалличности», так и в отношении «равновесности» системы смеси твердого раствора фосфора в никеле и соединения Ni3P. При нагревании химически восстановленного никеля аморфный осадок превращается в кристаллический, который соответствует двум фазам, а именно фазе никеля (точнее, твердого раствора фосфора в никеле) и интерметаллическому соединению Ni3P. С увеличением температуры нагрева количество фазы Ni3P возрастает за счет распада твердого раствора. Условия формирования покрытий никель-фосфор-медь и их структурные особенности оказывают решающее влияние на их эксплуатационные характеристики. Термическая обработка детали с покрытием никель-фосфор-медь, полученным химическим путем, в значительной степени увеличивает сцепление покрытия с основным металлом, одновременно с этим растет и твердость сплава, достигающая в течение часа своего максимума. Термическая обработка заключается в нагреве детали с покрытием Ni-P-Cu до температуры 400°С и выдерживании ее при этой температуре не менее 1 часа. Зависимость микротвердости от температуры термообработки представлена на рисунке 5. Следует отметить, что исчезновение аморфной составляющей и появление кристаллического никеля и фазы Ni3P происходит уже после первых минуты отжига, но максимальная твердость достигается значительно позже. Это может быть вызвано двумя последовательно протекающими процессами: превращением переохлажденного «жидкого» раствора в пересыщенный кристаллический и выпадением Ni3P из последнего.

Рисунок 5. Зависимость микротвердости покрытия от условий термообработки.

В случае тепловой обработки при 200°С изменений твердости не происходило даже при длительном нагревании в течение 21 часа.

В результате было установлено, что максимальная микротвердость Ni-P-Cu покрытия составляет 10 ГПа.

Среднее значение параметра шероховатости химического покрытия Ni-P-Cu составило 0,08 мкм.

Проведённые сравнительные лабораторные испытания показали, что покрытия никель-фосфор-медь обладают износостойкостью в 1,5 раза выше, чем сталь 40ХН.

Схватывание образцов из стали 40ХН происходит через 0,83 ч при нагрузке 1,25 кН, а образцов, с химическим Ni-P-Cu покрытием, через 1,41 ч при нагрузке 2,12 кН. Увеличение нагрузки схватывания у образцов покрытых Ni-P-Cu покрытием, объясняется особенностями этого сплава. Кроме того, отсутствие трещин также препятствует схватыванию трущихся поверхностей, так как отколовшиеся частицы, попадая в зазор трущихся поверхностей, могут вызывать их заедание.

Высокая износостойкость Ni-P-Cu покрытия объясняется значительной микротвердостью таких покрытий, а также особенностями структуры.

Проведенные коррозионные испытания позволили установить, что сплав Ni-P-Cu после термообработки при 400°С обладает коррозионной стойкостью в 1,2 раза выше, чем сталь 40ХН.

Поскольку коррозионные процессы начинаются на открытых поверхностях, то более плотная и мелкая структура зерен препятствует распространению коррозии в глубину покрытия благодаря отсутствию в нем трещин и пор.

На основании проведенных лабораторных исследований была разработана технология восстановления направляющих втулок двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ- 238.

По полученным данным эксплуатационных испытаний ресурс направляющих втулок клапанов двигателей ЯМЗ, восстановленных с применением химического покрытия никель-фосфор-медь, в 1,3-1,5 раза выше ресурса серийных направляющих втулок, устанавливаемых заводом изготовителем.

Пятая глава посвящена оценке технико-экономической эффективности разработанной технологии восстановления направляющих втулок клапанов. Экономический эффект от внедрения технологического процесса при годовой производственной программе 1000 двигателей составил 202200 руб. Проведенные расчеты свидетельствуют об экономической целесообразности проделанной работы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1.Выявлено, что более 30 % всех отказов автомобилей МАЗ приходится на двигатель, из них более 35% - на газораспределительный механизм. Ресурсоопределяющими деталями газораспределительного механизма двигателей ЯМЗ являются направляющие втулки клапанов. Существующие способы восстановления направляющих втулок клапанов трудоемки и не обеспечивают их заданного ресурса.

2.Физико-химическими исследованиями выявлена характерная аморфная структура химического покрытия никель-фосфор-медь, которая при нагревании переходит в кристаллическое состояние. Этот процесс необратим.

3. С помощью масс-спектрального анализа установлено, что химическое покрытие Ni-P-Cu содержит 0,5% меди и 7,2%фосфора, а всё остальное - никель.

4. При проведении износных испытаний на машине трения СМЦ-2 износ образцов, покрытых химическим покрытием никель-фосфор-медь, в 1,5 раза меньше, чем образцов, изготовленных из стали 40ХН. Нагрузка схватывания образцов, покрытых Ni-P-Cu покрытием, в 1,2 раза выше, чем образцов, изготовленных из стали 40ХН.

5. Коррозионная стойкость изучаемых образцов покрытых химическим покрытием Ni-P-Cu, превышает коррозионную стойкость образцов из стали 40ХН 1,2 раза.

6. Проведенные эксплуатационные испы-тания показали, что ресурс направляющих втулок клапанов, восстановленных с применением химического покрытия никель-фосфор-медь, в 1,3-1,5 раза выше, чем серийных.

7. Годовой экономический эффект от раз-работанной технологии восстановления при годовой производственной программе 1000 двигателей составил более 200 тыс. руб.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Бабяк, С.И. Влияние режимов термической обработки покрытий никель-фосфор-медь на их микротвёрдость [Текст]/ С.И.Бабяк, В.Д.Скопинцев, А.В.Моргунов// Роль природообустройства сельских территорий в обеспечении устойчивого функционирования и развития экосистем: Материалы международной научно-практической конференции, ч.2-М.: МГУП, 2006.-448с. (с.205-207).-500 экз.-ISBN 5-89231-195-3. 2. Бабяк, С.И. Износостойкость покрытий никель-фосфор-медь, полученных химическим способом [Текст]/ С.И.Бабяк, В.Д.Скопинцев //«Международный научный журнал» / учредители: Департамент научно-технологической политики и образования Министерства сельского хозяйства и образования РФ; ООО «Спектр». - М., 2007.- ISSN 195- 4638. 2007, №1.- с.31-37.- 300 экз. 3. Бабяк, С.И. Влияние режимов нанесения никельсодержащих химических покрытий на их твердость [Текст]// С.И Бабяк, В.Д.Скопинцев // Роль природообустройства сельских территорий в обеспечении устойчивого развития АПК: Материалы международной научно - практической конференции, ч.2-М.:МГУП, 2007.-236с. (с.178-179).-500экз.- ISBN 978-5-89231-220-2. 4. Бабяк, С.И. Структурные особенности химических покрытий Ni-P-Cu [Текст]// Вестник федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П.Горячкина» Агроинженерия: научный журнал/учредитель МСХ РФ, ФГОУ ВПО МГАУ.-М.,2009-.-Ежекварт.- ISSN 1728-7936. 2009, В2(33).- с.89-90.-500 экз. 5. Бабяк, С.И. Физико-механические и коррозионные свойства химических никель-медь-фосфорных покрытий [Текст]/ С.И. Бабяк, В.А.Евграфов, А.В. Моргунов, В.Д.Скопинцев // Гальванотехника и обработка поверхности: научный - журнал/ учредитель Кудрявцев В.Н., Российский Химико-Технологический Университет им. Д.И.Менделеева. -М., 2009-.-Ежекварт.- ISSN 0869 - 5326. 2009, №1.- с. 31-37.-700 экз.
6. Бабяк, С.И. Особенности получения покрытий Ni-P-Cu химическим способом [Текст]/ С.И.Бабяк, В.А.Евграфов // Механизация и электрификация сельского хозяйства: теоретический и научно - практический журнал / учредитель Автономная некоммерческая организация; Ред. Журн. «Механизация и электрификация сельского хозяйства». - М.-2009-.-Ежемес.- ISBN 0206-572X. 2009, №11.- с.24-25.-300 экз.

Московский государственный университет природообустройства (ФГОУ ВПО МГУП).

Тираж 100 экз.

Заказ №



 



<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.