UDK 621.89 Смазка
method and technology for impact processing of the working belt of cryogenic valve seats is proposed, experimental studies of quality (roughness and microhardness) are carried out. A model for calculating temperature and residual stresses during impact hardening has been developed.
SEAT, IMPACT TREATMENT, ROUGHNESS, MICROHARDNESS, RE-SIDUAL STRESSES, TEMPERATURE, HARDENING.
1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
|
|
|
Рисунок 1 – Криогенный затвор |
Работоспособность и эксплуатационные характеристики, а именно, герметичность и ресурс работы пары седло-клапан криогенных затворов (рис. 1) в значительной мере определяются состоянием поверхности и качеством поверхностного слоя (шероховатостью, микротвердостью, остаточными напряжениями, поглощенной энергией), формируемого как при изготовлении, так и в процессе эксплуатации при температурах от плюс 50 до –253 0С.
Конструктивные элементы поясков седел криогенной арматуры приведены на рисунке 2. С целью достижения наилучших характеристик качества – шероховатости поверхности, геометрической формы и перпендикулярности рабочего торца уплотняющего элемента к оси направляющего цилиндра, почти все типы седел, эксплуатирующихся в широком диапазоне плюсовых и минусовых температур и воздействия агрессивных сред, подвергаются обработке шлифованием с последующей, малопроизводительной притиркой.
Условия эксплуатации при криогенной темпера-
а б
а – пара с фасонным уплотнительным элементом; б – пара с плоским уплотнительным элементом
Рисунок 2 – Конструктивные схемы пар седло-клапан криогенных затворов
туре ограничивают и делают непригодными использование высокопрочных материалов и покрытий для изготовления седел. Как правило, для этого в основном используют нержавеющие и коррозионностойкие стали. Прогрессивным методом, позволяющим повысить эффективность обработки поверхностей деталей, является метод ударной обработки [1-14]. Однако данный метод применительно к парам седло-клапан, работающим в условиях низких температур, не исследован [1, 2].
2 Материалы и методы
В данной работе предлагается технологический метод формирования профиля седла и его одновременного упрочнения многократными ударами. Метод реализуется с помощью ударной установки и инструментов с плоским и фасонным рабочим профилем. На модельных образцах и натурных седлах с помощью устройств и приборов проводились измерения: времени удара и температуры; шероховатости и микротвердости; фаз микроструктуры и геометрических отклонений.
В результате экспериментальных исследований, проведенных на модельных образцах и натурных деталях (Ду20), изготовленных из стали 12Х18Н10Т, установлено, что радиус пояска уплотнительного элемента формируется полностью после третьего удара бойком, изготовленным из стали ШХ-15 и копирующим профиль седла. При этом повышение его качества (шероховатость и микротвердость) обеспечивается только после многократных ударов.
1. Albagachiev A. Yu., Zuev V. V. Effective technological methods for ensuring the quality of machine parts. Moscow : MGUPI. 2013. – 123 s
2. Perspective methods of surface treatment of machine parts / Ed. ed. G. V. Moskvitin. – M. : LENAND, 2019. – 448 s.
3. Scientific foundations of materials science : Textbook for universities / B. N. Pastukhov. M. : Publishing house of MVTU im. N. E. Bauman, 2009. – 336 p.
4. Koshelev, O. S. Hardening of the material during the dynamic introduction of the wedge indenter. Koshelev O. S., Kostylev A. V., Mishakin V. V. Tsoi G. M. // Izvestiya AMN Rf. – 2001. – Yub. Volume – S. 126-135.
5. Mishakin, V. V. Using the method of impact penetration of an indenter to assess the parameters of hardening of sheet metals. report N. Novgorod, 2001. – S. 65.
6. Mishakin, V. V. Determination of the mechanical characteristics of thin sheet metal by impact penetration of an indenter / Mishakin V. V., Borisov A. A., Litovchenko V. N. et al. // Forging and stamping production. Metal forming. – 2000. – № 12 – S. 32-34.
7. Babichev, A. P. Finishing and hardening processing of parts with a multi-contact vibro-impact tool / A. P. Babichev, P. D. Motrenko, I. A. Babichev. DSTU. : Rostov n / D, 2003. – 192 p.
8. Barinov, C. B. Increasing the resistance to contact chipping by heterogeneous strain hardening by static-pulse processing : Cand. . cand. tech. Sciences : 05.02.08, 05.03.01 / Barinov Sergey Vladimirovich. – Eagle, 2009. – 166 p.
9. Lebedev, V. A. Technology of dynamic methods of surface plastic deformation / V. A. Lebedev. – Rostov n / a : DSTU Publishing Center, 2006. – 183 p.
10. Popova, V. V. Surface plastic deformation and physicochemical treatment – M. : Mashinostroenie, 2013. – 99 p.
11. Bobrovsky, N. M. Development of scientific foundations for the process of processing parts by surface plastic deformation without the use of lubricating fluids. – Togliatti : Togliatti State. university, 2008. – 170 p.
12. Popelyukh, A. I. Improving the structural strength of shock machine parts by heat treatment by creating a mixed structure in steel / A. I. Popelyukh, A. M. Teplykh, D. S. Terentiev, A. Yu. Ognev // Processing of metals (technology, equipment, tools). – 2009. – № 2 – P. 19-24.
13. Popelyukh, A. I., Teplykh, A. M., Terent’ev, D. S., and Ognev, A. Yu., Ways to improve the structural strength of impact tools, Metal Processing. – 2009. – № 4. – P. 15-16.
14. Aleksentseva, S. E. Improving the efficiency of material processing by a stream of high-speed discrete particles / S. E. Aleksentseva // Bulletin of SamSTU Series "Technical Sciences". – 2015. – № 2(46). – C. 142-145.
15. Andryashina, Yu. S. Automated calculation of technological parameters of shot-impact shaping of large-sized panels // Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2013. – № 6 (2). – S. 305-308.
