CC BY
34УДК 621.791.75
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УПРОЧНЕНИЯ ЛАП КУЛЬТИВАТОРА ГАЗОПЛАМЕННЫМ НАПЫЛЕНИЕМ С ОПЛАВЛЕНИЕМ ПОКРЫТИЯ
Зайцев С.А., к.т.н., ст. преподаватель Багринцев О.О., магистрант направления подготовки «Агроинженерия» Харин М.В., Мурлыкин Р.Ю., студенты направления подготовки «Агроинженерия»
ФГБОУ ВО Орловский ГАУ
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассмотрена технология газопламенного напыления на примере лапы культиватора КППШ-6.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Инструмент, газопламенное напыление, износостойкость, защитные покрытия, самозатачивание.
ABSTRACT
In this paper, the technology of gas flame spraying using the example of blades cultivator KPPSH-6 is examined.
KEY WORDS
Tool, gas flame spraying, wear resistance, protective coatings, self-sharpening.
Технологию газопламенного напыления необходимо рассматривать в следующем комплексе: подготовка поверхности, собственно напыление, оплавление и механическая обработка нанесенного покрытия. Внедрение данной технологии зависит от наличия ремонтного фонда; основного и вспомогательного оборудования; своевременной поставки порошков для приготовления смеси необходимого состава и газов; наличие помещения для специализированного участка и квалифицированных специалистов; выявление номенклатуры деталей, упрочнение которых технологически и экономически оправдано [1...9].
Газопламенное напыление включает в себя нагрев исходного материала до жидкого или пластичного состояния и его распыление газовой струей. Его особенностями являются: высокая производительность (до 40 кг/ч), возможность получения покрытий в достаточно большом диапазоне толщины (0,1.5 мм), простота нанесения покрытия на детали сложной конфигурации (таких как лапа культиватора), большой спектр порошковых материалов различного состава, что позволяет осуществлять их механическое смешивание и изменять физико-механические свойства наносимых покрытий.
Особенно ценным для производства является возможность осуществления процесса в различных производственных условиях. При этом можно механизировать и автоматизировать процесс, в результате чего достигается повышение качества покрытия. Разнообразие технологических разновидностей способа и приемов его выполнения позволяет получать композиционные и комбинированные покрытия различного назначения, сочетающие в себе уникальные, порой противоположные свойства, например хорошую прирабатываемость и высокую износостойкость. Все это обусловило применение газопламенного напыления для упрочнения лап культиватора.
На основе комплекса научных исследований [10.13] нами разработан технологический процесс упрочнения лап культиваторов газопламенным напылением порошкообразным материалом экпериментального состава, содержащим механическую смесь порошков ПР-НХ17=60% и ПР-Х4ГСР=40%, который включает в себя следующие операции: очистка, абразивно струйная обработка, подготовка под
напыление, газопламенное напыление с последующим оплавлением, термическая обработка (закалка и отпуск), механическая обработка (заточка лезвия лапы культиватора), контроль (рисунок 1).Лапы культиваторов очищают от грязи и жировых отложений в синтетических моющих средствах типа Лабомид. Затем осуществляют промывку в холодной воде. Сушку деталей после очистки и промывки проводят в сушильном шкафу при температуре 80...150°С или обдувают сжатым воздухом.
Для получения требуемой шероховатости напыляемую поверхность подвергают абразивно-струйной обработке. Шероховатость поверхности после обработки должна быть Rz = 120.60 мкм. Следы масла или каких-либо других загрязнений на упрочняемой поверхности резко снижают прочность сцепления напыляемого покрытия. В связи с этим подготовленные к напылению рабочие поверхности деталей должны тщательно оберегаться от загрязнений. Трогать поверхность руками без сухих чистых хлопчатобумажных перчаток не допускается. Детали, рабочие поверхности которых подготовлены к напылению, необходимо хранить на специальных закрывающихся стеллажах. Время их хранения до напыления не должно превышать 2,5 ч.
Рисунок 1 - Структурная схема технологического процесса упрочнения лапы
культиватора КППШ-6
Контроль качества струйной обработки ведется сравнением с эталонными образцами, в качестве которых могут использоваться детали, обработанные на вышеуказанных режимах до требуемого параметра шероховатости. Эталонные образцы необходимо хранить в чистой сухой плотно закрытой полиэтиленовой упаковке.
Для нанесения покрытий применяется газопламенная горелка для нанесения порошковых материалов фирмы «TERMIKA» «Искра-1» [14.16]. В качестве горючего
газа используется ацетилен баллонный по ГОСТ-5457, транспортирующего газа -кислород баллонный по ГОСТ-5583.
В качестве материала, напыляемого на поверхность стали 65Г, применяется порошок экспериментального состава, содержащий механическую смесь порошков ПР-НХ17=60% и ПР-Х4ГСР=40%. Фракция порошка 40.60 мкм. Сушка порошка проводится в шкафу сушильном СНОЛ-3,5 при температуре t=120...1500С в интервале 1.1,5 часа. Просев порошка производится на вибросите 028М. Изолирование прилегающих поверхностей, не упрочняемые газопламенным напылением, осуществляется с помощью защитных экранов из фольги, которые закрепляются проволокой.
При газопламенном напылении с последующим оплавлением напыляемую поверхность первоначально нагревают в печи СНОЛ-3,5 до температуры t=200°С. Затем устанавливают на рабочем месте. Периодическими нажатиями на рычаг горелки на деталь подают порошок. Перемещая пламя горелки вдоль упрочняемой поверхности со скоростью 2..3 мм/сек осуществляют равномерное нанесение порошка. Газопламенное напыление производится на следующем режиме: давление кислорода 0,4...0,45 МПа, ацетилена 0,07.0,1 МПа, дистанция напыления 200 мм, угол атаки 900, производительность 1,5...2,5 кг/ч, фракция порошка 40...60 мкм.
После напыления порошков покрытие оплавляется той же горелкой с использованием ацетиленокислородного пламени, но без подачи порошка. Участок, покрытый порошком нагревают до полного расплавления всех зерен металла в напыленном слое, в результате получают блестящую поверхность. Оплавление покрытия проводится при температуре 10000С.Упрочненную лапу помещают в контейнер с заранее подогретым песком для ее охлаждения до комнатной температуры. Затем производят закалку при температуре 850±10°Сс последующим охлаждением в воде. После проводят отпуск при температуре 150±10°С с охлаждением на воздухе.
Затачивание лезвия лап под угол 180 производитсяна установках для заточки режущих органов сельскохозяйственных машин ОР-12623. Упрочненная лапа культиватора показана на рисунке 2.
Рисунок 2 - Упрочненная лапа культиватора комбинированного КППШ-6
Библиография
1. Коломейченко, А.В. Влияние дистанции напыления на физико-механические свойства при упрочнении газопламенным напылением рабочих поверхностей лап культиваторов / Коломейченко А.В., Зайцев С.А. // Ремонт, восстановление, модернизация -2013.-№5.- С. 32-34.
2. Коломейченко, А.В. Влияние фракции экспериментального порошка на физико-механические свойства покрытий при газопламенном напылении / Коломейченко А.В., Зайцев С.А. // Техника и оборудование для села. -2013.-№3(189).
3. Зайцев С.А. Зависимость износостойкости от микротвердости в
газонапыленных покрытиях лап культиваторов// Энергосберегающие технологии и техника в сфере АПК. Материалы к Межрегиональной выставке-конференции 17-19 ноября 2010 г.- Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2011 - С. 178-180.
4. Зайцев С.А., Круц П.В. Эксперементальные исследования лап культиватора упрочненных технологией газопламенного напыления.// Энергосберегающие технологии и техника в сфере АПК. Материалы к Межрегиональной выставке-конференции 17-19 ноября 2010 г.- Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2011 - С. 174-178.
5. Зайцев С.А., Чугуев Л.И. Исследование микротвердости и прочности сцепления рабочих поверхностей лап культиватора упрочненных газопламенным напылением// Особенности технического оснащения современного сельскохозяйственного производства. Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых 24-25 апреля 2012.- Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2012 - С. 117-121.
6. Ли, Р. И. Теоретические аспекты повышения эффективности восстановления кор-пусных деталей сельскохозяйственной техники композициями на основе эластоме-ров / Ли Р. И., Машин Д. В., // Вестник МичГАУ. - 2013. - № 1. - С. 5355;
7. R. I. Li, M. A. Shipulin. Evaluative quality parameters in nondestructive control of adhe-sive metallic bonds in machine unit. ISSN 1995_4212, Polimer Science, Series D. Glues and Sealing Materials, 2012, Volume 5, Number 1, pp. 15-19;
8. R. I. Li, D. N. Psarev. A Model for Forming a Uniform Polymer Coating on the External Surface of a Rotating Cylinder. ISSN 1995_4212, Polymer Science, Series D. Glues and Sealing Materials, 2015, Vol. 8, No. 3, pp. 249-252;
9. Соловьев Р.Ю. Нетрадиционная триботехника для АПК/ Соловьев Р.Ю., Дунаев А.В.// Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2013. № 1. С. 76-78.
10. Технология ремонта машин. Лабораторный практикум: учебное пособие в 2 ч. Ч. II. / А. В. Коломейченко, В. Н. Логачев, Н. В. Титов [и др.]. - Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2013. - 156 с.
11. Основы научных исследований: учебное пособие / И.Н. Кравченко, А.В. Коломейченко, В.Н. Логачев [и др.]. - СПб.: Изд-во Лань, 2015. - 304 с.
12. Надежность технических систем. Практикум: учебное пособие / А.В. Коломейченко, Ю.А. Кузнецов, Н.В. Титов [и др.]. - Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2013. - 112 с.
13. Надежность технических систем. Курсовое проектирование. учебное пособие / Е.А. Пучин, А.В. Коломейченко, В.Н. Коренев [и др.]. - Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2012. - 96 с.
14. Зайцев С.А. Агротехническая оценка упрочненных газопламенным напылением лап культиваторов / Коломейченко А.В., Зайцев С.А. // Труды ГОСНИТИ. Доклады молодых ученых на 1 Конференции молодых ученых и специалистов Отделения механизации, электрофикации и автома-тизации РАСХН, прошедшей 6-7 июня 2012 года в ГНУ ГОСНИТИ г. Москва по тематике «Научное обеспечение инновационных процессов в агропромышленной сфере»- 2013. - Том 111. Часть 1. -С.99-103.
15. Зайцев С.А. Теоретическое обоснование повышения износостойкости покрытия упрочненных лап культиватора газопламенным напылением механической смесью порошков / Зайцев С.А // Известия ОрелГТУ. Серия Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2009. - №2/274(560). - С. 46-49
16. Зайцев С.А. Упрочнение и восстановление лап культиваторов газопламенной наплавкой / Зайцев С.А. // Ресурсосбережение-XXI век: Сборник материалов Международной научно-практической конференции. - Орел: Изд-во ОрелГАУ.- 2005. - С. 48-53.
17. Слободюк А.П. Предотвращение разрушения упругой стойки рабочего органа дискатора // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2014. № 2. С. 26 - 40.
