Исследование возможности применения микродугового оксидирования для восстановления поршней двигателей автотракторной техники
Журнал: Научный журнал молодых ученых @young-scientists-journal
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 1 (6), 2016 года.
Бесплатный доступ
В работе приводятся краткие сведения о покрытиях, сформированных микродуговым оксидированием на алюминиевых сплавах. Представлены результаты исследований износов юбки поршня и канавок поршней под компрессионные кольца, полученных в ходе ускоренных стендовых испытаний двигателя Д-144, которые показали, что для устранения выявленных износов на поршнях, изготовленных из алюминиевых сплавов, двигателей внутреннего сгорания можно использовать покрытия данного типа.
Похожие статьи в разделе Технология обработки без снятия стружки в целом: процессы, инструмент, оборудование и приспособления
Короткий адрес: https://sciup.org/14769674
IDS: 14769674 | УДК: 621.791.75
Текст научной статьи Исследование возможности применения микродугового оксидирования для восстановления поршней двигателей автотракторной техники
Одним из способов восстановления с упрочнением поршней двигателей внутреннего сгорания, изготовленных из алюминиевых сплавов, может являться микродуговое оксидирование (МДО). Покрытия, формируемые МДО, обладают высокими износостойкостью и коррозионной стойкостью, кроме этого, они способны выдерживать сильные тепловые удары и высокие перепады температур [1-9, 14]. При этом прочность сцепления покрытия с основой остается неизменной. Причем повышения их эксплуатационных свойств можно добиться за счет разработки электролитов новых составов или производя модифицирование пор упрочняющего покрытия, сформированного МДО [10-25]. Однако, одна из главных проблем, ограничивающая область применения способа МДО, заключается в том, что формируемое покрытие имеет максимальную толщину 0,12…0,15 мм [1-7, 14]. С целью изучения возможности использования МДО для восстановления поршней были проведены научные исследования [26] в виде стендовых испытаний двигателя Д-144 по ускоренной методике ОНТИ-НАТИ, в ходе которых изучался износ [27, 28] поршня. Результаты испытаний приведены в таблицах 1 и 2 и на рисунках 1 и 2.
Таблица 1 – Износ юбки поршня при ускоренных стендовых испытаниях по сечению перпендикулярно коленчатому валу, мм
|
Номер поршня |
Наработка Т, мото-ч |
|||||
|
566 |
1332 |
2565 |
3898 |
5931 |
7646 |
|
|
1 |
0,010 |
0,03 |
0,05 |
0,06 |
0,08 |
0,09 |
|
2 |
0,005 |
0,02 |
0,05 |
0,07 |
0,08 |
0,10 |
|
3 |
0,010 |
0,03 |
0,05 |
0,07 |
0,08 |
0,13 |
|
4 |
0,020 |
0,03 |
0,05 |
0,06 |
0,09 |
0,14 |
|
Средний износ |
0,011 |
0,027 |
0,05 |
0,0625 |
0,0825 |
0,1150 |
В графическом виде данные таблицы 1 представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 – Износ юбки поршня двигателя Д-144 в зависимости от наработки
Однако восстановление поршня не ограничивается только его юбкой, так как изнашиваются и канавки колец. Причем в большей степени, как показывает практика, канавки компрессионных колец.
Таблица 2 – Средний износ канавок поршней под компрессионные кольца, мм
|
Номер канавки |
Наработка Т, мото-ч |
|||||
|
566 |
1332 |
2565 |
3898 |
5931 |
7646 |
|
|
1 |
0,0085 |
0,04475 |
0,06575 |
0,07275 |
0,09525 |
0,112 |
|
2 |
0,00225 |
0,041 |
0,05225 |
0,05783 |
0,07572 |
0,08551 |
|
3 |
0 |
0,006 |
0,026 |
0,02878 |
0,03768 |
0,04431 |
В графическом виде данные таблицы 2 представлены на рисунке 2.
Анализируя данные, полученные в ходе исследований, можно сделать вывод, что при наработке 7646 мото-ч износ юбки поршня составил 0,115 мм, а канавки первого компрессионного кольца – 0,112 мм. Таким образом, для восстановления юбки и канавок под компрессионные кольца поршней двигателя Д-144 при их наработке до
7500…8000 мото-ч. возможно применение способа МДО. Данные покрытия можно также формировать на поверхности поршня, работающей в камере сгорания двигателя, для его защиты от прогара.
Рисунок 2 – Износ канавок под компрессионные кольца поршня двигателя Д-144 в зависимости от наработки канавка первого компрессионного кольца: 1 - канавка первого компрессионного кольца; 2 - канавка второго компрессионного кольца; 3 -канавка третьего компрессионного кольца
Список литературы Исследование возможности применения микродугового оксидирования для восстановления поршней двигателей автотракторной техники
- Кравченко И.Н., Алмосов А.С., Коломейченко А.В. Свойства покрытий, сформированных на алюминиевых сплавах в анодно-катодном режиме способом микродугового оксидирования//Машиностроение: сетевой электронный научный журнал. -2015. -Т. 3. -№ 1. -С. 62-64.
- Технология ремонта машин. Лабораторный практикум: учебное пособие в 2 ч. Ч. II./А. В. Коломейченко, В. Н. Логачев, Н. В. Титов . -Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2013. -156 с.
- Новиков А.Н., Батищев А.Н., Кузнецов Ю.А., Коломейченко А.В. Восстановление и упрочнение деталей из алюминиевых сплавов микродуговым оксидированием: учебное пособие -Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2001. -99 с.
- Технологии восстановления и упрочнения деталей сельскохозяйственной техники микродуговым оксидированием: учебное пособие/А.В. Коломейченко, Н.В. Титов, В.Н. Логачев . -Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2013. -131 c.
- Коломейченко А.В., Логачев В.Н., Титов Н.В., Кравченко И.Н. Повышение надежности деталей машин комбинированными методами с применением микродугового оксидирования//Ремонт. Восстановление. Модернизация. -2014. -№ 9. -С. 17-23.
- Коломейченко А.В., Логачев В.Н., Титов Н.В. Повышение ресурса деталей машин с использованием микродугового оксидирования//Технология машиностроения. -2014. -№ 9. -С. 34-38.
- Коломейченко А.В., Логачев В.Н., Титов Н.В., Кравченко И.Н. Микродуговое оксидирование как способ повышения ресурса деталей машин при их производстве или восстановлении//Техника и оборудование для села. -2014. -№ 4 (202). -С. 30-35.
- Коломейченко А.В., Козлов А.В. Технология повышения износостойкости подвижных соединений деталей машин с МДО-покрытиями//Труды ГОСНИТИ. -2014. -Т. 114. -№ 1. -С. 104-107.
- Коломейченко А.В., Логачев В.Н., Титов Н.В. Комбинированные способы восстановления и упрочнения деталей машин с использованием МДО-покрытий//Труды ГОСНИТИ. -2014. -Т. 115. -С. 150-157.
- Козлов А.В., Коломейченко А.В. К вопросу механизма модифицирования МДО-покрытий частицами нанопорошка CuO//Агротехника и энергообеспечение. -2014. -Т. 1. -№ 1. -С. 604-609.
- Коломейченко А.В. Проблемы повышения надежности деталей и узлов из алюминиевых сплавов микродуговым оксидированием. В сборнике: актуальные вопросы инновационного развития транспортного комплекса, материалы 3-ей международной научно-практической конференции. Орел. -2013. -С. 137-143.
- Коломейченко А.В., Козлов А.В. Повышение износостойкости деталей из алюминиевых сплавов специализированными покрытиями//Строительные и дорожные машины. -2013. -№ 1. -С. 20-26.
- Коломейченко А.В. Исследование покрытий, сформированных МДО, на сканирующем зондовом микроскопе//Труды ГОСНИТИ. -2012. -Т. 110. -№ 2. -С. 43-48.
- Технологии повышения долговечности деталей машин восстановлением и упрочнением рабочих поверхностей комбинированными методами. Коломейченко А.В. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук/Всерос. науч.-исслед. технол. ин-т ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка РАСХН. Москва, 2011.
- Коломейченко А.В. Технологические приемы повышения долговечности подвижных соединений и деталей машин, упрочненных микродуговым оксидированием//Труды ГОСНИТИ. -2010. -Т. 105. -С. 155-160.
- Коломейченко А.В., Козлов А.В. Исследование коэффициента трения ПЭО-покрытий, модифицированных нанопорошком CuO//Вестник МГАУ им. В.П. Горячкина. -2015. -№ 5 (69). -С. 37-41.
- Коломейченко А.В. Повышение долговечности восстановленных отверстий деталей машин микродуговым оксидированием и наполнением покрытий маслом//Ремонт. Восстановление. Модернизация. -2008. -№ 8. -С. 46-48.
- Коломейченко А.В. Медный слой как средство повышения антифрикционных свойств деталей с МДО-покрытиями//Тракторы и сельхозмашины. -2008. -№ 5. -С. 54-55.
- Коломейченко А.В. Технология восстановления и упрочнения микродуговым оксидированием юбок поршней двигателей внутреннего сгорания из алюминиевых сплавов//Ремонт. Восстановление. Модернизация. -2007. -№ 4. -С. 17-19.
- Коломейченко А.В., Чернышов Н.С. Влияние режима МДО на плотность покрытий//Ремонт. Восстановление. Модернизация. -2006. -№ 7. -С. 12-14.
- Коломейченко А.В., Титов Н.В. Влияние состава электролита и режимов оксидирования на толщину МДО-покрытий//Ремонт. Восстановление. Модернизация. -2006. -№ 10. -С. 23-25.
- Коломейченко А.В. Восстановление и упрочнение поршней//Тракторы и сельхозмашины. -2006. -№ 7. -С. 43-44.
- Титов Н.В., Коломейченко А.В. Способ восстановления юбок поршней двигателей внутреннего сгорания. Патент на изобретение RUS 2227088 от 28.05.2003.
- Kolomeichenko A.V. Reconditioning technology by argon-arc surfacing and hardening by microarc oxidation of components made of aluminium alloys//Welding international. -2004. -Т. 18. -№ 6. -p. 494-497.
- Кузнецов Ю.А., Коломейченко А.В., Хромов В.Н., Новиков А.Н. Электролит для микродугового анодирования алюминия и его сплавов. Патент на изобретение RUS 2147323 от 17.05.1999.
- Основы научных исследований: учебное пособие/И.Н. Кравченко, А.В. Коломейченко, В.Н. Логачев . -СПб.: Изд-во Лань, 2015. -304 с.
- Надежность технических систем. Практикум: учебное пособие/А.В. Коломейченко, Ю.А. Кузнецов, Н.В. Титов . -Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2013. -112 с.
- Надежность технических систем. Курсовое проектирование. учебное пособие/Е.А. Пучин, А.В. Коломейченко, В.Н. Коренев . -Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2012. -96 с.
- Шарая О.А., Дахно Л.А. Упрочнение деталей сельскохозяйственной техники и инструмента путем модифицирования поверхности//Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2014. № 4. С. 14 -29.
