Способ ремонта объемного гидропривода Российский патент 2025 года по МПК B23P6/02 B22D19/10 B23K9/04 

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

Известен способ ремонта объемного гидропривода Eaton серии 6423-618/6433-113 (ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», Россия), заключающийся в доводке стального распределителя на шлифовально-полировальном станке, восстановлении отверстий втулок блока цилиндров и отверстий корпуса клапанной коробки под золотник. Поверхность напайки распределителя упрочняют электродом из молибдена в ручном режиме на электроискровой установке c энергией импульса 0,02 Дж, частотой подачи импульса 1560 Гц и временем обработки 3 мин/см² с последующей механизированной доводкой на шлифовально-полировальном станке (RU № 2805739, МПК B23Р 6/02, B22D 19/10, B24B 37/00, опубл. 23.10.2023).

Недостатками известного способа являются конструктивные отличия основных деталей, а именно блока цилиндров (отсутствие напайки из бронзы), наличие дополнительных деталей (распределителя с бронзовой напайкой и корпуса клапанной коробки). Рабочие поверхности деталей, подлежащие восстановлению, имеют иные материалы и технологические зазоры. Поэтому использование электродных материалов и технологических режимов данного способа не представляется возможным.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ ремонта объемного гидропривода Sauer Danfoss серии 90 (ООО «Технический сервис», Россия), заключающийся в том, что поверхность напайки блока цилиндров упрочняют электродом из молибдена в ручном режиме электроискровой установкой на определенных технологических режимах с последующей механизированной доводкой на шлифовально-полировальном станке совместно с распределителем, наплавляют поверхности поршней и золотника корпуса задней крышки электродом из среднеуглеродистой стали в механизированном режиме электроискровой установке на определенных технологических режимах, восстанавливают отверстия втулок блока цилиндров и отверстие корпуса задней крышки под золотник механической обработкой глухими регулируемыми алмазными развертками на станке для прецизионной обработки, наплавленные поверхности поршней и золотника корпуса задней крышки шлифуют на бесцентрошлифовальном станке до достижения технологических зазоров в соединениях поршень - отверстие втулки блока цилиндров и золотник - отверстие корпуса задней крышки (RU № 2794352, МПК B22D 19/10, B23P 6/02, B24B 37/11, опубл. 17.04.2023).

В объемном гидроприводе Linde HPV/HMF (Германия) в отличие от прототипа применяются иные материалы восстанавливаемых деталей, отличающиеся по свойствам, а также рабочие поверхности отдельных деталей (поршня, золотника корпуса задней крышки, блока цилиндров) имеют отличия по размерному исполнению и технологическим зазорам. Таким образом, использование представленных в прототипе электродных материалов и технологических режимов электроискровой обработки для ремонта зарубежного объемного гидропривода Linde HPV/HMF не представляется возможным.

Технический результат заключается в формировании металлопокрытий на рабочих поверхностях восстанавливаемых деталей с высокими физико-механическими свойствами за счет использования новых электродных материалов и технологических режимов электроискровой обработки.

Сущность изобретения заключается в том, что способ ремонта объемного гидропривода включает упрочнение поверхности напайки блока цилиндров на электроискровой установке в ручном режиме с последующей механизированной доводкой на шлифовально-полировальном станке совместно с распределителем, наплавку поверхности поршней и золотника корпуса задней крышки на электроискровой установке в механизированном режиме, восстановление отверстий втулок блока цилиндров и отверстия корпуса задней крышки под золотник механической обработкой глухими регулируемыми алмазными развертками на станке для прецизионной обработки, шлифование наплавленных поршней и золотника корпуса задней крышки на бесцентрошлифовальном станке. Поверхность напайки блока цилиндров упрочняют электродом из оловянной бронзы электроискровой установкой в ручном режиме при энергии импульса 0,045 Дж, частоте подачи импульса 1200 Гц и времени обработки 2,5 мин/см², на поверхности поршней и золотника корпуса задней крышки наплавляют металлопокрытие из рессорно-пружинной стали электроискровой установкой в механизированном режиме, с энергией импульса 10 Дж, частотой подачи импульса 45 Гц, продольным перемещением электрода 0,16 мм/мин, окружной скоростью вращения дискового электрода 0,018 м/с, числом проходов 1, последующим шлифованием обеспечиваются технологические зазоры в соединениях поршень - отверстие втулки блока цилиндров 20-40 мкм, золотник - отверстие корпуса задней крышки 10-18 мкм.

В табл. 1 показаны результаты исследования наплавляемых покрытий.

Способ ремонта объемных гидроприводов осуществляют следующим образом. Рабочую поверхность напайки блока цилиндров упрочняют электродом из оловянной бронзы электроискровой установкой БИГ-5 в ручном режиме при энергии импульса 0,045 Дж, частоте подачи импульса 1200 Гц и времени обработки 2,5 мин/см². Упрочненную рабочую поверхность напайки блока цилиндров и рабочую поверхность распределителя доводят на шлифовально-полировальном станке (3ШП-320) в механизированном режиме, при нагрузке 1,0…1,3 кгс, длине хода поводка 90 мм, частоте вращения доводочной плиты 120 об/мин, до достижения параметра шероховатости данных поверхностей Ra 0,2. На рабочие поверхности поршней и золотника корпуса задней крышки наплавляют металлопокрытие из рессорно-пружинной стали электроискровой установкой БИГ-5 в механизированном режиме, с энергией импульса 10 Дж, частотой подачи импульса 45 Гц, продольным перемещением электрода 0,16 мм/мин, окружной скоростью вращения дискового электрода 0,018 м/с, числом проходов 1. Изношенные отверстия втулок блока цилиндров и отверстие корпуса задней крышки под золотник восстанавливают механической обработкой глухими регулируемыми алмазными развертками на станке для прецизионной обработки (СПО-01) до выведения следов износа и достижения параметра шероховатости данных поверхностей Ra 0,4. Наплавленные рабочие поверхности поршней и золотника корпуса задней крышки шлифуют на бесцентрошлифовальном станке до достижения технологических зазоров в соединениях поршень - отверстие втулки блока цилиндров 20-40 мкм, золотник - отверстие корпуса задней крышки 10-18 мкм и параметра шероховатости данных поверхностей Ra 0,1.

Выбранные материалы электродов и режимы электроискровой обработки получены в результате исследований методами одно- и многофакторных экспериментов по определению (параметров оптимизации) толщины, сплошности и микротвердости наплавленных металлопокрытий. В качестве электроискрового генератора в экспериментальных исследованиях использовалась установка БИГ-5, которая обеспечивает полученные режимы электроискровой обработки.

Для сравнения прототипа и предлагаемого решения в табл. 1 представлены параметры полученных покрытий методом электроискровой обработки на установки БИГ-5 при восстановлении изношенных деталей объемных гидроприводов.

В результате упрочнения электродом из оловянной бронзы электроискровой установкой БИГ-5 в ручном режиме на рабочей поверхности напайки блока цилиндров получено покрытие толщиной до 30 мкм, сплошностью 95…100% и твердостью 170…174 HV, что в 1,47 раза выше твердости основного материала. Твердость основного материала напайки блока цилиндров, имеющая материал БрОЦС 4-7-5, составляет 115…120 HV. В прототипе параметры полученного покрытия на рабочей поверхности напайки блока цилиндров, имеющей материал бронза БрОС 10-10, упрочненного электродом из молибдена, составили: толщина 10…30 мкм, сплошность 90…100% и твердость 150…154, что в 1,42 раза выше твердости основного материала соответственно. Твердость основного материала напайки блока цилиндров, имеющая материал БрОС 10-10, составляет 105…110 HV.

В результате наплавки электродом из рессорно-пружинной стали 60С2А электроискровой установкой БИГ-5 в механизированном режиме на рабочих поверхностях поршней и золотников получено металлопокрытие толщиной 348…400 мкм, сплошностью 90…95%, твердостью 834…872 и 862…880 HV соответственно, что в 1,38…1,35 раза выше твердости основных материалов. Твердость основных материалов рабочих поверхностей поршня 16ХГН составляет 610…625 HV и золотника 20ХФ - 627…660 HV соответственно.

В прототипе параметры полученного металлопокрытия на рабочих поверхностях поршней и золотников электродом из среднеуглеродистой стали 50ХФА составили: толщина 283…391 мкм, сплошность 90…95%, твердость 824…867 и 855…885 HV соответственно, что в 1,35…1,36 раза выше твердости основных материалов. Твердость основных материалов рабочих поверхностей поршня 45Х составляет 620…640 HV и золотника 30ХМА - 630…650 HV соответственно.

Эксплуатационные испытания партии из пяти комплектов объемных гидроприводов, восстановленных предлагаемым способом, показали, что отказов второй и третьей степени сложности не выявлено.

Изобретение позволяет получить высокие физико-механические свойства наносимых металлопокрытий на рабочих поверхностях восстанавливаемых деталей за счет использования новых электродных материалов и технологических режимов электроискровой обработки.

Таблица 1

Способ ремонта Вид обработки Деталь (материал) Материал электрода Толщина нанесенногослоя h, мкм Сплошность покрытия, % Твердость, HV основы покрытия Предлагаемый Упрочнение Напайка блока цилиндров (CuSn2ZnPb DIN 17656 / Бронза БрОЦС 4-7-5) Бронза БрОЦС 4-7-5 15-30 95-100 115-120 170-174 Наплавка Поршень (Сталь 16NiCr4 AFNOR NF EN ISO / Сталь 16ХГН) Сталь 60С2А 348-400 90-95 610-625 834-872 Наплавка Золотник (Сталь 22CrV4 AFNOR NF EN ISO / Сталь 20ХФ) Сталь 60С2А 348-400 90-95 627-660 862-880 Прототип Упрочнение Напайка блока цилиндров (SnPbB z10 DIN 17656 / Бронза БрОС 10-10) Молибден Мо 10-30 95-100 105-110 150-154 Наплавка Поршень (Сталь 41Cr4 AFNOR NF EN 10083 / Сталь 45Х) Сталь 50ХФА 283-391 90-95 620-640 824-867 Наплавка Золотник (Сталь 25CrMo4 EN / Сталь 30ХМА) Сталь 50ХФА 283-391 90-95 630-650 855-885

Изобретение относится к областям машиностроения и ремонта деталей машин и может быть использовано на машиностроительных и ремонтно-технических предприятиях. Способ включает упрочнение рабочей поверхности напайки блока цилиндров электродом из оловянной бронзы в ручном режиме на электроискровой установке c энергией импульса 0,045 Дж, частотой подачи импульса 1200 Гц и временем обработки 2,5 мин/см² с последующей механизированной доводкой на шлифовально-полировальном станке. Наплавку на рабочие поверхности поршней и золотника корпуса задней крышки электродом из рессорно-пружинной стали в механизированном режиме на электроискровой установке с энергией импульса 10 Дж, частотой подачи импульса 45 Гц, продольным перемещением электрода 0,16 мм/мин, окружной скоростью вращения дискового электрода 0,018 м/с, числом проходов 1. Восстановление отверстия втулок блока цилиндров и отверстия корпуса задней крышки под золотник механической обработкой глухими регулируемыми алмазными развертками на станке для прецизионной обработки. Наплавленные рабочие поверхности поршней и золотника корпуса задней крышки шлифуют на бесцентрошлифовальном станке до достижения зазора в соединениях поршень – отверстие втулки блока цилиндров 20-40 мкм, золотник – отверстие корпуса задней крышки 10-18 мкм. Технический результат заключается в повышении физико-механических свойств наносимых металлопокрытий на рабочие поверхности восстанавливаемых деталей за счет использования новых электродных материалов и технологических режимов электроискровой обработки. 1 табл.

Способ ремонта объемного гидропривода, включающий упрочнение поверхности напайки блока цилиндров на электроискровой установке в ручном режиме с последующей механизированной доводкой на шлифовально-полировальном станке совместно с распределителем, наплавку поверхности поршней и золотника корпуса задней крышки на электроискровой установке в механизированном режиме, восстановление отверстий втулок блока цилиндров и отверстия корпуса задней крышки под золотник механической обработкой глухими регулируемыми алмазными развертками на станке для прецизионной обработки, шлифование наплавленных поршней и золотника корпуса задней крышки на бесцентрошлифовальном станке, отличающийся тем, что поверхность напайки блока цилиндров упрочняют электродом из оловянной бронзы электроискровой установкой в ручном режиме при энергии импульса 0,045 Дж, частоте подачи импульса 1200 Гц и времени обработки 2,5 мин/см², на поверхности поршней и золотника корпуса задней крышки наплавляют металлопокрытие из рессорно-пружинной стали электроискровой установкой в механизированном режиме, с энергией импульса 10 Дж, частотой подачи импульса 45 Гц, продольным перемещением электрода 0,16 мм/мин, окружной скоростью вращения дискового электрода 0,018 м/с, числом проходов 1, последующим шлифованием обеспечиваются технологические зазоры в соединениях поршень - отверстие втулки блока цилиндров 20-40 мкм, золотник - отверстие корпуса задней крышки 10-18 мкм.