Способ ремонта объемного гидропривода Российский патент 2022 года по МПК B22D19/10 B23P6/02 B24B37/11 

Изобретение относится к областям машиностроения и ремонта деталей машин и может быть использовано на машиностроительных и ремонтно-технических предприятиях.

Известен способ ремонта объемного гидропривода, заключающийся в (удалении следов износа) механической обработке рабочих поверхностей стального и латунного распределителей, блока цилиндров, пят поршней с последующей их доводкой на чугунных доводочных плитах, либо замене деталей качающего узла на новые в случае превышения предельных значений величин износов (Сборник методических материалов по устройству, обслуживанию и ремонту ГСТ 33/90/112 / Салават, ОАО «Гидромаш», 2005. – 176 с.).

Недостатками известного метода являются высокая себестоимость ремонта до 70% от стоимости нового комплекта объемного гидропривода и низкий межремонтный ресурс отремонтированных гидроагрегатов, не более 80% от доремонтного.

Известен метод ремонта золотников и поршней объемных гидроприводов хромированием их изношенных поверхностей. Сущность метода заключается в диффузионном насыщении рабочих поверхностей деталей хромом из электролита, состоящего из хромового ангидрида CrO3 и серной кислоты H2SO4 под действием электрического тока (Жачкин С.Ю. Восстановление деталей дисперсно-упрочненным композитным хромовым покрытием / С.Ю. Жачкин. – М.: Тракторы и сельскохозяйственные машины. – 2005. – № 2. – С. 43–44.)

Недостатками известного метода являются высокая сложность, трудоемкость и энергоемкость процесса. Полученный слой хрома в покрытии обладает внутренние напряжения, которые приводят к появлению трещин и отслаиванию покрытия.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ ремонта объемного гидропривода ГСТ-90 (ООО «СалаватГидравлика», Россия) методом электроискровой обработки на установке Элитрон-22Б, включающий упрочнение поверхности латунного распределителя электродом из молибдена в ручном режиме с последующей ручной доводкой на чугунных доводочных плитах совместно со стальным распределителем, восстановление отверстий втулок блока цилиндров и отверстий корпусов клапанных коробок притиром, наплавку на поверхности поршней и золотников клапанной коробки электродами из меди и легированной стали в механизированном режиме соответственно с последующей их доводкой ручным притиром, (Ионов П.А. Исследование работоспособности и разработка технологических рекомендаций по ремонту объемного гидропривода ГСТ-90 / П.А. Ионов, Ф.Х. Бурумкулов, Д.А. Галин, А.М. Земсков. Труды ГОСНИТИ. – 2011. – Т. 107. – С. 78–85).

Недостатком известного метода является использование устаревшей низко-производительной электроискровой установки, а также ручного инструмента, что в значительной степени усложняет технологический процесс ремонта и увеличивает его трудоемкость.

Технический результат заключается в получении новых физико-механических свойств наносимых металлопокрытий за счет использования современного поколения электроискровой установки, имеющей широкий диапазон энергетических режимов обработки, повышении точности размеров и геометрических параметров восстанавливаемых деталей за счет использования высокоточного технологического оборудования – бесцентрошлифовального станка для обработки поршней и золотников клапанной коробки, глухих алмазных разверток для восстановления отверстий втулок блока цилиндров и корпусов клапанных коробок на станке для прецизионной обработки, доводочного станка для механизированной обработки стального и упрочненного латунного распределителей вместо ручных притиров, снижение трудоемкости ремонта за счет сокращения времени электроискровой и механической обработки деталей.

Сущность изобретения заключается в том, что способ ремонта объемного гидропривода включает упрочнение поверхности латунного распределителя электродом в ручном режиме с последующей доводкой на чугунных доводочных плитах совместно со стальным распределителем, восстановление отверстий втулок блока цилиндров и отверстий корпусов клапанных коробок, наплавку на поверхности поршней и золотников клапанной коробки электродами в механизированном режиме. Поверхность латунного распределителя упрочняют электродом из латуни в ручном режиме на электроискровой установке c энергией импульса 0,04 Дж, частотой подачи импульса 1280 Гц и временем обработки 5 мин/см2 с последующей механизированной доводкой на шлифовально-полировальном станке совместно со стальным распределителем. Восстанавливают отверстия втулок блока цилиндров и корпусов клапанных коробок, подвергая механической обработке глухими алмазными развертками на станке для прецизионной обработки. На поверхности поршней и золотников клапанной коробки наплавляют металлопокрытие электродом из высокоуглеродистой стали в механизированном режиме на электроискровой установке со скоростью продольного перемещения электрода 0,5 мм/мин, энергией импульса 10 Дж, частотой подачи импульса 50 Гц, частотой вращения поршней и золотников 2 об/мин, числом проходов 1, с последующей шлифовкой наплавленных поршней и золотников клапанной коробки на бесцентрошлифовальном станке до достижения зазора в соединениях «поршень - отверстие втулки блока цилиндров» 25 … 46 мкм, «золотник – отверстие корпуса клапанной коробки» 8 … 16 мкм.

В табл. 1 показаны результаты исследования наплавляемых покрытий.

Способ ремонта объемных гидроприводов серии PVH/MFH (АО «Гидросила», Украина) и ГСТ (ООО «СалаватГидравлика», Россия) осуществляют следующим образом. Поверхность латунного распределителя упрочняют электродом из латуни на электроискровой установке в ручном режиме при энергии импульса 0,04 Дж, частоте подачи импульса 1280 Гц и времени обработки 5 мин/см2. Поверхности латунного и стального распределителей доводят на шлифовально - полировальном станке (3ШП-320) в механизированном режиме, при нагрузке 1…1,5 кгс, длине хода поводка 100 мм, частоте вращения доводочной плиты 90 об/мин и времени доводки 20 мин. Изношенные отверстия втулок блока цилиндров и корпусов клапанных коробок подвергают механической обработке глухими алмазными развертками на станке для прецизионной обработки (СПО-01) до выведения следов износа по отверстию (пояску – для клапанной коробки), имеющему наибольший износ. На поверхности поршней и золотников клапанной коробки наплавляют металлопокрытие из высокоуглеродистой стали электроискровой установкой» в механизированном режиме, со скоростью продольного перемещения электрода 0,5 мм/мин, энергией импульса 10 Дж, частотой подачи импульса 50 Гц, частотой вращения поршней и золотников клапанной коробки 2 об/мин, числом проходов 1. Наплавленные поверхности поршней и золотников клапанной коробки шлифуют на бесцентрошлифовальном станке до достижения зазоров в соединениях «поршень - отверстие втулки блока цилиндров» 25 … 46 мкм и «золотник – отверстие корпус клапанной коробки» 8 … 16 мкм.

Применяемые режимы обработки и материалы электродов получены в результате одно- и многофакторных экспериментах по определению толщины, сплошности и микротвердости наплавленных металлопокрытий. Эксперименты проводились при помощи электроискровой установки, которая обеспечивает указанные диапазоны режимов обработки.

В качестве сравнения прототипа и предлагаемого решения в табл. 1. представлены параметры покрытий для восстановления изношенных деталей объемных гидроприводов серии PVH/MFH (АО «Гидросила», Украина) и ГСТ (ООО «СалаватГидравлика», Россия).

В результате упрочнения электродом из латуни на электроискровой установке в ручном режиме на поверхности латунного распределителя получено покрытие с твердостью 207 HV, толщиной до 30 мкм, сплошностью 90…100%. В прототипе параметры полученного покрытия составили: 195 HV, 30 мкм и 90…100% соответственно. В результате наплавки электродом из высокоуглеродистой стали электроискровой установкой в механизированном режиме на поверхности поршней и золотников получено металлопокрытие 170 и 275 мкм со сплошностью 95% и твердостью 730 и 757 HV. В прототипе параметры полученного металлопокрытия составили: 140 и 240 мкм, 90%, 420 и 512 HV соответственно.

По результатам хронометража затраченного времени на шлифовку восемнадцати наплавленных поршней, одного золотника клапанной коробки и механизированной доводки поверхностей латунного и стального распределителей, затраты составляют 1,4 часа (количество деталей соответствует одному комплекту объемного гидропривода). В прототипе при ручной доводке на чугунных плитах и обработке притирами затраченное время составляет 4,27 часа. Таким образом, предлагаемый способ ремонта в 3,1 раза производительнее прототипа.

Далее партия восстановленных предлагаемым способом объемных гидроприводов серии PVH/MFH (АО «Гидросила», Украина) и ГСТ (ООО «СалаватГидравлика», Россия) подвергалась эксплуатационным испытаниям, в результате которых, были получены значения среднего межремонтного ресурса – 4384 мото-ч, что 1,1 раза выше заявленного по известному способу ремонта (прототипу).

Изобретение позволяет получить новые физико-механические свойства наносимых металлопокрытий за счет использования современного поколения электроискровой установки, имеющей широкий диапазон энергетических режимов обработки, повысить точность размеров и геометрических параметров восстанавливаемых деталей за счет использования высокоточного технологического оборудования – бесцентрошлифовальногостанка для обработки поршней и золотников клапанной коробки, глухих алмазных разверток для механической обработке отверстий втулок блока цилиндров и корпусов клапанных коробок на станке для прецизионной обработки, шлифовально-полировального станка для механизированной обработки стального и упрочненного латунного распределителей вместо ручных притиров, снизить трудоемкость ремонта за счет сокращения времени на электроискровую и механическую обработку деталей.

Таблица 1

Способ
ремонта Вид обработки Деталь
(материал) Материал
электрода Толщина нанесенного
слоя h, мкм Сплошность покрытия, % Твердость покрытия, HV Предлагаемый Упрочнение Латунный распределитель
(ЛМцСКА-58
-2-2-1-1) Латунь ЛМцСКА
-58-2-2-1-1 20-30 90-100 204-207 Наплавка Поршень
(50ХФА) Сталь У10 150-170 90-95 723-730 Наплавка Золотник
(30Х) Сталь У10 250-275 90-95 754-757 Прототип Упрочнение Латунный распределитель
(ЛМцСКА-58
-2-2-1-1) Молибден
Мо 10-30 90-100 188-195 Наплавка Поршень
(50ХФА) Медь М1 126-140 80-90 400-420 Наплавка Золотник
(30Х) Сталь 11Х15М6 210-240 80-90 508-512

Изобретение относится к области машиностроения, касается ремонта деталей машин и может быть использовано на машиностроительных и ремонтно-технических предприятиях. Предложенный способ ремонта объемного гидропривода включает упрочнение поверхности латунного распределителя электродом в ручном режиме с последующей доводкой на чугунных доводочных плитах совместно со стальным распределителем; восстановление отверстий втулок блока цилиндров и отверстий корпусов клапанных коробок; наплавку на поверхности поршней и золотников клапанной коробки электродами в механизированном режиме. Поверхность латунного распределителя упрочняют электродом из латуни в ручном режиме на электроискровой установке c энергией импульса 0,04 Дж, частотой подачи импульса 1280 Гц и временем обработки 5 мин/см² с последующей механизированной доводкой на шлифовально-полировальном станке совместно со стальным распределителем. Восстанавливают отверстия втулок блока цилиндров и корпусов клапанных коробок, подвергая механической обработке глухими алмазными развертками на станке для прецизионной обработки. На поверхности поршней и золотников клапанной коробки наплавляют металлопокрытие электродом из высокоуглеродистой стали в механизированном режиме на электроискровой установке со скоростью продольного перемещения электрода 0,5 мм/мин, энергией импульса 10 Дж, частотой подачи импульса 50 Гц, частотой вращения поршней и золотников 2 об/мин, числом проходов 1. Шлифуют наплавленные поршни и золотники клапанной коробки на бесцентрошлифовальном станке до достижения зазора в соединениях «поршень - отверстие втулки блока цилиндров» 25 … 46 мкм, «золотник – отверстие корпуса клапанной коробки» 8 … 16 мкм. Технический результат заключается в повышении точности размеров и геометрических параметров восстанавливаемых деталей и снижении трудоемкости ремонта. 1 табл.

Способ ремонта объемного гидропривода, включающий упрочнение поверхности латунного распределителя электродом в ручном режиме с последующей доводкой на чугунных доводочных плитах совместно со стальным распределителем, восстановление отверстий втулок блока цилиндров и отверстий корпусов клапанных коробок, наплавку на поверхности поршней и золотников клапанной коробки электродами в механизированном режиме, отличающийся тем, что поверхность латунного распределителя упрочняют электродом из латуни в ручном режиме на электроискровой установке c энергией импульса 0,04 Дж, частотой подачи импульса 1280 Гц и временем обработки 5 мин/см² с последующей механизированной доводкой на шлифовально-полировальном станке совместно со стальным распределителем, восстанавливают отверстия втулок блока цилиндров и корпусов клапанных коробок, подвергая механической обработке глухими алмазными развертками на станке для прецизионной обработки, на поверхности поршней и золотников клапанной коробки наплавляют металлопокрытие электродом из высокоуглеродистой стали в механизированном режиме на электроискровой установке со скоростью продольного перемещения электрода 0,5 мм/мин, энергией импульса 10 Дж, частотой подачи импульса 50 Гц, частотой вращения поршней и золотников 2 об/мин, числом проходов 1, с последующей шлифовкой наплавленных поршней и золотников клапанной коробки на бесцентрошлифовальном станке до достижения зазора в соединениях «поршень - отверстие втулки блока цилиндров» 25 … 46 мкм, «золотник – отверстие корпуса клапанной коробки» 8 … 16 мкм.