CC BY
204
УДК 631.3.004.5:629.3.014.2-585.862 Т.М. Апхудов, канд. техн. наук, доцент
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова»
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КРЕСТОВИНЫ КАРДАННОГО ВАЛА
Среди деталей, подлежащих восстановлению, большую группу составляют крестовины карданных валов автомобилей, тракторов, комбайнов и сельскохозяйственных машин. Крестовины карданных валов изготовляют из малоуглеродистых низколегированных сталей марок 18ХГТ, 20Х4, 20ХГН, 20ХГНР и 15ХГН2ТА, подвергая их цементации и закалке с последующим низким отпуском до твердости 58...66 НЯС.
При эксплуатации возможны механические повреждения крестовин: трещины, риски, задиры, выкрашивания, поломки и обломы, скручивания и вмятины и т. п. Химические повреждения происходят значительно реже. К ним относятся коррозия, раковины, эрозионные разрушения.
Цапфы крестовин карданных валов работают в условиях больших контактных давлений со стороны игольчатых роликовых подшипников. Поэтому они одновременно подвержены механическому и усталостному изнашиванию. Цапфу крестовины можно рассматривать как внутреннее кольцо игольчатого подшипника.
Основными причинами выбраковки крестовин карданных валов являются износ цапф и образование на их поверхностях канавок, возникающих в результате микроскопических деформаций сжатия и упрочнения поверхностных слоев металла под действием игольчатых роликовых подшипников, а также износ торцов цапф по высоте от трения их о донышко чашки подшипника.
Износ крестовин происходит в основном из-за длительной эксплуатации машин и несвоевременного смазывания сопряженных деталей — цапфы крестовины и игольчатого роликового подшипника. Из микрометражных исследований следует, что износы крестовин по диаметру цапф достигают 0,1__0,4 мм, вмятины на цапфах крестовин име-
ют те же значения, а износ крестовин по торцам составляет в основном 0,1_015 мм.
Различают следующие способы восстановления крестовин карданных валов: 1) с помощью дополнительного материала (напрессовкой втулок, наплавкой, гальваническим наращиванием и т. п.); 2) методом пластической деформации.
Ранее изношенные цапфы крестовин карданных валов восстанавливали преимущественно на-прессовкой втулок [3]. Однако этот способ дорог и недостаточно эффективен из-за быстрого ослабле-
ния натяга и проворачивания втулок. Обеспечить же большой натяг не всегда возможно из-за небольшой толщины втулок и самой цапфы крестовины.
Предлагаемый способ состоит в том, что с целью повышения усталостной прочности и износостойкости поверхности шипа крестовины карданного вала в технологический процесс ее восстановления введена дополнительно после чистового шлифования операция упрочнения ультразвуком. Ультразвуковое упрочнение состоит в том, что специальный инструмент — гладилка, вибрирующий с частотой ультразвука и определенной амплитудой смещения, осуществляет ударное воздействие на упрочняемую поверхность и подвергает ее пластическому деформированию.
Рабочий узел состоит из ультразвукового генератора, вибратора, конического концентратора и гладилки.
Гладилку изготовляют из твердого сплава Т-15К6 и придают радиусную форму (^ = 8 мм) и толщину (£ = 4 мм). Смазочно-охлаждающая жидкость — индустриальное масло.
Режимы ультразвуковой упрочняющей обработки следующие:
Статическое усилие 400.. .500 кН
Резонансная частота колебаний
инструмента 18.. .24 кГц
Амплитуда колебаний инструмента 20.25 мкм
Скорость вращения детали 0,9___1,0 м/с
Продольная подача инструмента 0,125 мм/об.
Источниками электрической энергии ультразвуковой частоты служат ламповые генераторы типа УЗМ-1,5; УЗГ5-1,6 или УМ1-4. Электрическая энергия ультразвуковой частоты преобразуется в энергию механических колебаний той же частоты акустической головкой, состоящей из трех частей: вибратора ПМС-1,5, конического концентратора и твердосплавной (Т15К6) пластинки.
Специального припуска под данную обработку не требуется, так как изменение размеров детали не превышает 0,02 мм.
Ультразвуковое упрочнение повышает микротвердость в 1,5.2 раза и обеспечивает равномерное ее распределение по глубине упрочненного слоя 0,3.. .0,4 мм, повышает чистоту поверхности и создает остаточные напряжения сжатия, обеспечивает большую по сравнению со шлифованием площадь
контакта поверхностей и более благоприятную форму неровностей.
Годовой экономический эффект от восстановления усредненной крестовины карданного вала по предлагаемому способу можно определить по формуле
2 2’
(1)
где Э — годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого способа восстановления усредненной крестовины карданного вала; N — число деталей, которое необходимо восстановить существующим способом; И2 — число деталей, которое необходимо восстановить предлагаемым способом; С1 — себестоимость восстановления деталей существующим способом; С2 — себестоимость восстановления деталей предлагаемым способом.
Число деталей, которое следует восстановить предлагаемым способом, можно определить из соотношения
N 2 = N1 ^ = МП,
где Тг — технический ресурс детали, восстановленной существующим способом; Т2 — технический ресурс детали, восстановленной предлагаемым способом; пн — коэффициент относительной износостойкости.
Тогда
эг,=ад - %С2).
(2)
Пример. Подсчитать годовую экономию средств при восстановлении крестовин карданного вала предлагаемым способом.
Число деталей, которое необходимо восстановить, примем 10 000 в год. Себестоимость восстановления детали существующим способом 85 р., а предлагаемым способом 95 р. Технический ресурс детали, восстановленной по предлагаемому способу, в 1,5 раза больше, чем восстановленной существующим способом, значит коэффициент относительной износостойкости
Пн = — = 0,67. н 1,5
Исходя из заданных значений, по формуле (2) рассчитаем годовую экономию от внедрения предлагаемого способа вместо существующего:
Эг = 10 000(85 - 0,67 ■ 95) = 930 000 р.
Предлагаемый способ можно применить на специализированных ремонтных предприятиях, занимающихся восстановлением изношенных крестовин карданных валов автомобилей, тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных машин.
Список литературы
1. Лившиц, Л.Г. Восстановление автотракторных деталей /Л.Г. Лившиц, А.В. Поляченко. — М.: Колос, 1966. — 310 с.
2. Левитский, И.С. Технология ремонта машин и оборудования / И.С. Левитский. — М.: Колос, 1975. — 560 с.
3. Ульман, И.Е. Ремонт машин / И.Е.Ульман, Г.А.Тонн, И.М. Герштейн. — М.: Колос, 1976. — 448 с.
4. Курчаткин, В.В. Надежность и ремонт машин / В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А. Ачкасов. — М.: Колос, 2000. — 776 с.
2
УДК 631.358.001.24:633.521
А.И. Паплевченков, аспирант
Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации льноводства»
определение жесткости пружин направляющих прутков подбирающе-оборачивающих аппаратов льноуборочных машин
Большинство подбирающе-оборачивающих аппаратов, используемых для подъема и оборачивания стеблей, оборудуют направляющими прутками [1], которые с перекрестным пальчатым ремнем образуют канал для транспортирования ленты льна.
В зависимости от толщины ленты (числа стеблей на 1 м длины) необходимо регулировать расстояние между направляющими прутками и перекрестным ремнем транспортера. Эту регулировку можно выполнять как вручную, так и автоматиче-
ски. В случае автоматической регулировки требуемая ширина канала для перемещения ленты льна обеспечивается сжатием и растяжением пружин, т. е. расстояние от направляющих прутков до рабочей поверхности пальчатого перекрестного ремня и сила уплотнения ленты льна регулируются автоматически.
Для достижения высоких эксплуатационно-технологических показателей подбирающе-оборачи-вающего аппарата необходимо правильно рассчитать жесткость пружин и отрегулировать их.
155
