диплом (1220312), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Для плазменного напыления используют проволоку, в том числе порошкового типа, порошки из черных и цветных металлов, никеля, молибдена, хрома, меди, оксиды металлов, карбиды металлов и их композиции с никелем и кобальтом, сплавы металлов, композиционные материалы (никель-графит, никель-алюминий и др.) и механические смеси металлов, сплавов и карбидов. Регулирование режима напыления позволяет наносить как тугоплавкие материалы, так и легкоплавкие. Основой для плазменного напыления могут служить металлы и неметаллы (пластмасса, кирпич, бетон, графит и др.). Для нанесения покрытий на небольшие поверхности применяется микроплазменный способ напыления, который позволяет сэкономить потери напыляемого материала (ширина напыления 1–3 мм) [7].

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ВОССТАНОВЛЕНИЯ

ВКЛАДЫША МОТОРНО-ОСЕВОГО ПОДШИПНИКА

4.1 Разборка колесно-моторного блока

Колесно-моторный блок – узел локомотива, состоящий из тягового электродвигателя, зубчатой передачи и колёсной пары и предназначенный для передачи тяговой мощности (крутящего момента) электродвигателя и весовой нагрузки локомотива на колёсную пару [12].

Конструкция колесно-моторного блока зависит от типа подвешивания статора тягового электродвигателя и характера передачи весовой нагрузки локомотива на колёсную пару, от силы тяга, тормозной силы поезда, воздействия рельсового пути на колёсную пару и т. п.

На грузовых локомотивах применяется опорно-осевое подвешивание, когда статор двигателя опирается через упругие элементы локомотивной тележки на раму или траверсу и через моторно-осевые подшипники–на ось колёсной пары.

Описание технологического процесса [12]:

• Производим разборку колесно-моторного блока, вкладыша подшипников складируем в накопитель (рисунок 4.1);

Рисунок 4.1 – Колесно-моторный блок перед разборкой.

• Накопитель с вкладышами моторно-осевых подшипников передаем в моечное отделение, далее подшипники поступают в моечную машину (рисунок 4.2);

Рисунок 4.2 – Накопитель с вкладышами;

• Далее моторно-осевые подшипники поступают в механическое отделение (рисунок 4.3).

Рисунок 4.3 – Моторно-осевой подшипник; а–МОП в разрезе; б–цельный МОП;

4.2 Дефектовка вкладышей

Дефектовка – это осмотр и измерение характеристик узла, которые подлежат ремонту или замене. Она позволяет определить конкретные части узла, которые подверглись разрушению, а так же причины, по которым это разрушение произошло. Описание принципа дефектовки:

• Две части подшипника скрепляем специальным обручем (рисунок 4.4) [12];

Рисунок 4.4 – Скрепление МОП; а–обруч для скрепления; б–скрепленный обручем МОП;

• Производим замеры внутреннего и наружного диаметров; (рисунок 4.5).

Рисунок 4.5 – Измерение диаметров МОП; а–измерение внутреннего диаметра с помощью микрометра; б–измерение наружного диаметра с помощью дугового микрометра;

Размеры подшипников подлежащих перезаливке должны соответствовать размерам горловин тяговым двигателям и нормам осевых подшипников:

браковочные размеры:

• толщина бурта менее 20 мм., подшипник с толщиной бурта менее 24 мм. может быть восстановлен до чертежного размера наплавкой бронзы или латуни с последующей обработкой на станке [12];

• наружный диаметр подшипника менее 235 мм–восстановление наружного диаметра способом наплавки;

• толщина стенок менее 10 мм;

• трещина в корпусе;

• конусность более 0,2 мм.

Вкладыши должны иметь клейма во избежание распаривания. Передаем вкладыши в отделение заливки [12].

4.3 Лужение

Лужением называется операция покрытия поверхностей металлических изделий тонким слоем припоя, который представляет собой олово или сплав на оловянной основе. Образующийся на поверхности изделий тонкий слой олова или сплава на оловянной основе принято называть полудой [12].

Лужение широко применяется в производстве различных металлических изделий, используемых в радиотехнической, электротехнической, авиационной и других отраслях промышленности. Операция лужения является подготовительной операцией перед заливкой подшипников баббитом, перед паянием изделий и изготовлением изделий с фальцевыми швами [12].

Основным условием лужения является покрытие поверхности изделий сплошным и непроницаемым слоем олова или сплава на оловянной основе. Олово является хорошим защитником металла от коррозии, пока не поврежден слой олова, покрывающий поверхность изделий.

Луженые изделия хорошо выдерживают деформацию, изгибы и перегибы, не обнаруживая повреждений. Процессы лужения:

• Очищаем вкладыш от грязи и смазки;

• Зачищаем поверхность для лужения (рисунок 4.6);

Рисунок 4.6 – Установка боковины МОП и реализация процессов; а–процесс установки; б–процесс очистки-зачистки; в–окончание процесса;

• Ставим вкладыш в разогретую печь и выдержать при температуре 450–480 в течении 10–15 минут;

• Вынимаем вкладыш из печи, ставим под вентиляцию, покрываем его флюсом, протираем прутком припоя и равномерно растираем полуду асбестовым шнуром по поверхности (рисунок 4.7). Все операции производим быстро не более 2-х минут [12];

Рисунок 4.7 – Процесс обработки вкладыша; а – процесс установки в печь; б–процесс выемки вкладыша, в – процесс остужения вкладыша;

• Вкладыш после лужения должен иметь блестящую поверхность, без желтого оттенка; при наличии желтизны процесс лужения повторить (рисунок 4.8) [12].

Рисунок 4.8 – Качественно завершенный процесс лужения МОП; а– проверка вкладыша; б–завершенный МОП; в – завершений МОП в близи;

4.4 Плавка баббита и шихты

Принцип плавки бабита и шихты заключается в следующих этапах:

• Очищаем остывший тигель от остатков шлака предыдущей плавки;

• Нагреваем тигель, загружаем баббит кусками и стружкой в пропорциях, рекомендованных лабораторией, по шихтовому журналу. Расплавляем шихту (рисунок 4.9) [12];

Рисунок 4.9 – Процесс загрузки бабита и стружки в печь; а–нагретый тигель с бабитом; б – установка бабита и стружки в печь;

• Нагреваем кокиль с вкладышами МОП до температуры 100 ;

• Далее необходимо поднять температуру до 450 , покрываем поверхность древесным углем для предохранения баббита от окисления и выгорания [12].

4.5 Заливка вкладышей

• Подготавливаем кокиль для заливки, очищаем от брызг баббита, покрываем цилиндрическую часть меловым раствором, даем просохнуть;

• Вставляем вкладыш в кокиль, плотно прижимаем его по местам прилегания; не плотности обмазать глиной или асбестовой замазкой (рисунок 4.10);.

Рисунок 4.10 – Кокиль для вкладыша; а–установленный вкладыш; б–процесс вставки в кокиль вкладыша МОП;

• Проверяем температуру расплавленной шихты по прибору, которая должна быть 450–480 [12];

• Производим раскисление баббита сухим хлористым аммонием из расчета 30–50 грамм на 100 кг баббита; раскисление производим при помощи «колокольчика», погружая его в нижние слои расплавленного баббита;

• Заливаем вкладыш: сначала заливаем одну половину вкладыша, затем заливаем вторую половину вкладыша (рисунок 4.11) [12];

Рисунок 4.11 – Процесс заливки вкладыша МОП;

• После заливки охлаждаем под вентилированием воздуха;

• Вынимаем вкладыш из кокиля, контролируем визуально качество заливки осмотром и отстукиванием; отслоения не допускаются (рисунок 4.12) [12].

Рисунок 4.12 – Процесс выемки вкладыша из кокиля: а–расжим кокиля; б–выемка кокиля; в–процесс остукивания вкладыша; г – процесс визуального осмотра вкладыша;

4.6 Процесс заливки вкладышей закончен

После заливки, выполняемой по технологии, аналогичной описанной выше для подшипников, производятся обработка сегментов для удаления всех посторонних включений в баббит. Шабровка для обеспечения равномерного прилегания всех колодок к упорному диску и выполняется закругление кромок баббита, обеспечивающее беспрепятственное поступление масла к рабочим поверхностям (рисунок 4.13) [12].

Рисунок 4.13 – Вкладыш после заливки; а–вкладыш в разрезе; б–вид вкладыша сверху; в–приближенный вкладыш;

Шабровка для обеспечения равномерного прилегания всех колодок к упорному диску и выполняется закругление кромок баббита, обеспечивающее беспрепятственное поступление масла к рабочим поверхностям [12].

Далее необходимо провести механическую обработку вкладыша МОП:

• Очищаем края вкладыша от бабита (рисунок 4.14);

Рисунок 4.14 – Необходимые меры по очистке вкладыша;

• Скрепляем две части подшипника стяжным обручем (рисунок 4.15);

Рисунок 4.15 – Скрепление подшипника; а–процесс стяжки подшипника обручем; б–скрепленный подшипник;

• Устанавливаем вкладыш в токарный станок и производим проточку со стороны бурта (рисунок 4.16);

Рисунок 4.16 – Установка, проточка вкладыша; а – процесс установки, б – процесс обточки, в – окончание процесса обточки;

• Производим проточку вкладыша с противоположной стороны под требуемый размер (рисунок 4.17) [12];

Рисунок 4.17 – Проточка вкладыша под размер; а–установленный на станок вкладыш;

б–процесс проточки под размер; в–полученный результат;

• После механической обработки визуально проверяем полученный результат прочности наплавленного слоя (рисунок 4.18).

Рисунок 4.18 – Восстановленный вкладыш МОП; а–восстановленный вкладыш в разрезе; б–восстановленный вкладыш, вид сверху, в–скрепленный с помощью обруча восстановленный вкладыш;

5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ БАБИТОВОГО СЛОЯ МОТОРНО-ОСЕВОГО ПОДШИПНИКА

5.1 Разборка колесно-моторного блока

Процесс плазменного напыления характеризуется следующими особенностями: нагрев и перенос направляемого материала происходят в струе низкотемпературной плазмы, при этом нагрев его осуществляется в процессе переноса; для напыления могут использоваться любые материалы, не возгоняющиеся и не разлагающиеся при нагреве до температур плавления; материал может вводиться в струю в виде проволоки или порошка; возможность комбинирования состава плазмообразующего и транспортирующего газов позволяет изменять атмосферу, в которой происходит процесс напыления, в нужном направлении; процесс дает возможность получать покрытия различного назначения при высокой производительности и хорошей его воспроизводимости; покрытия могут быть получены на любых материалах практически без изменения свойств подложки, так как поверхность изделия обычно нагревается до температур не более 300 °С, а при использовании специальных технологических приемов–и до 70 °С [1].

Рассмотрим, как происходит процесс плазменного напыления. Разрядом осциллятора или легкоплавкой вставкой закорачивается дуговой промежуток (электрод-сопло) и при подаче напряжения от источника питания между электродом и соплом возникает электрическая дуга, которая потоком плазмообразующего газа выдувается из сопла в виде высокотемпературной струи. Длина струи, ее скорость и температура определяются составом и расходом плазмообразующего газа, геометрией и размерами сопла и подводимой мощностью. При мощности 30–40 кВт струя азотной плазмы на срезе сопла имеет температуру 7000° С и скорость порядка 1000 км/ч. [3].

При подаче в струю частиц порошкового материала размерами от 5–7 до 100–140 мкм в зависимости от теплофизических свойств материала и размеров частиц происходит их нагрев и проплавление либо полностью, либо на значительную глубину. Частица становится жидкой или пластичной. Одновременно происходит разгон частиц до скоростей 1000–2500 км/ч. [3].

При ударе нагретой до жидкого либо пластичного состояния частицы о подготовленную подложку происходят ее деформация, растекание, охлаждение и кристаллизация, при этом частица закрепляется на микронеровностях поверхности чисто механически. Если у пары подложка, покрытие возможно химическое взаимодействие или сплавление, то оно также происходит, увеличивая силу сцепления покрытия с подложкой. Весь процесс от нагрева частицы в струе плазмы до ее охлаждения на поверхности подложки происходит за время10–14 с. Время кристаллизации при этом составляет 10–17 с.

При таких скоростях кристаллизации в покрытии возникают большие напряжения (типичные для всех видов газотермического напыления), величина которых зависит в первую очередь от коэффициента термического расширения (КТР) и температуры материалов подложки и покрытия. С увеличением толщины покрытия термические напряжения растут. В некоторых случаях напряжения могут вызвать отслоение и отрыв покрытия. Поэтому при напылении не рекомендуется допускать нагрева подложки до температуры свыше 300 °С, Различие КТР материалов покрытия и подложки является основной причиной напряжений в слое. Для компенсации такого различия рекомендуется нанесение подслоя из материала с КТР, промежуточного между КТР покрытия и подложки. При нанесении покрытия из оксидной керамики на стальную подложку рекомендуется применять подслой из следующих материалов: порошка нихрома ПХ20Н80-2С; порошка нержавеющей стали ПХ19Н9Т-2С; экзотермических материалов типов NiAl, NiTi или Ni3Al. [3]. При нанесении покрытий на алюминий и его сплавы рекомендуется подслой из нетермореагирующего алюминида ВКНА.

Характеристики

Список файлов ВКР