Восстановление посадочных мест подшипников качения электроискровой обработкой

Введение. В настоящее время в современных автомобилях используют множество подшипников качения. Одним из часто встречаемых дефектов подшипникового узла, является изнашивание посадочного места подшипника. Оно происходит по причине проворачивания верхней обоймы подшипника в корпусе. Устранить этот дефект возможно, с помощью специальных восстанавливающих покрытий. Восстановление дорогих корпусных деталей является экономически целесообразным технологическим решением, позволяющим экономить средства при ремонте автомобилей. Одним из перспективных методов создания восстанавливающих покрытий на рабочих поверхностях деталей машин, в значительной мере лишённым многих недостатков и получающим в последнее время все более широкое распространение, является ЭИО. Подробную информацию о процессе ЭИО можно найти в работах [1-20]. При условии прямой экономической необходимости восстановления посадочных мест подшипников, ЭИО является наилучшим методом восстановления в условиях мелких ремонтных производств [9, 10]. Этот метод позволит экономить значительные материальные ресурсы организациям эксплуатирующим автомобили различных марок. В результате ЭИО возможно получить покрытие от 5 до 500 мкм. Высокая твердость и сцепляемость покрытий, позволяют считать ЭИО одним перспективных способов восстановления посадочных мест под подшипник.

Цель работы – разработать технологический процесс восстановления ЭИО для посадочных мест под подшипник.

Материалы, методы и результаты исследований. По методике представленной в работе [19] был проведен выбор рационального времени обработки посадочного места под подшипник стакана среднего моста автомобиля МАЗ 6303. Износостойкое электроискровое покрытие наносилось установкой марки БИГ-4 на режиме № 4 с коэффициентом энергии 0,8. Материал электрода для нанесения электроискровых покрытие выбирали по результатам испытаний на износостойкость [9, 10, 21, 22]. Эти испытания показывают, что для восстановлении деталей машин, не влияющих на износ других деталей и деталей, эксплуатация которых проходит в среде свободного абразива, рекомендуется использовать электроискровое покрытие из сплава ВК6 – ОМ, имеющее высокий коэффициент запаса износостойкости Кзап.изн.=3,11, низкую скорость изнашивания (W=7,2∙10-8 г/с). Соединение «корпус – верхняя обойма подшипника» является неподвижным, поэтому в ручном режиме работы установки на стальной корпус подшипника наносили электроискровое покрытие электродом из сплава ВК6 – ОМ (рис. 1).

Рисунок 1 – Нанесение электроискрового покрытия из сплава ВК6-ОМ на посадочное место подшипника качения

На рисунке 2 изображены графические зависимости влияния удельного времени t уд обработки на толщину h и сплошность С обр. ЭИП образованного электродом из сплава марки ВК6 – ОМ. За условный критерий выбора толщины, учитывая результаты исследований, примем толщину не менее 150 мкм. Этому условию соответствует участок зависимости A-G.

h, 175

Рисунок 2 – Выбор рационального времени обработки

За условный критерий сплошности примем минимальное значение сплошности 80%, установленное путем решения различных технологических задач. Данное условие выполняется на участке зависимости A**-G**. Накладывая два критерия на зависимости видно, что для электрода из сплава ВК6 – ОМ, при обработке посадочного места подшипника, режимом №4, два условия выполняются на участке кривой А-В, которому соответствует время tуд=5…6,5 мин/см2. Для удобства в технологических процессах будем использовать значение tуд=6 мин/см2.

Технологический процесс восстановления посадочного места подшипников качения будет состоять из следующих операций: очистка; подготовка поверхности под нанесение электроискрового покрытия из сплава ВК6 – ОМ (зачистка поверхности шлифмашинкой или наждаком до удаления с поверхности окисной пленки и достижения шероховатости не более Rz 40 мкм); электроискровая обработка поверхности (режим работы установки БИГ-4 №4, t уд =6 мин/см², коэффициент энергии 0,8, электрод из сплава ВК6 – ОМ диаметром 3,5 мм.

Вывод . Разработанная технология позволяет восстанавливать посадочные места под подшипники качения. В результате мы получаем восстановленную деталь с покрытием, имеющим сплошность 80%, с параметром шероховатости Ra 3,2 мкм.