УДК 621.89 Смазка
Предложен способ и технология ударной обра-ботки рабочего пояска седел криогенных затворов, проведены экспериментальные исследования качества (шероховатости и микротвердости ). Разработана модель расчета температуры и остаточных напряжений при упрочнении ударом.
СЕДЛО, ОБРАБОТКА УДАРОМ, ШЕРОХОВАТОСТЬ, МИКРОТВЕРДОСТЬ, ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ, ТЕМПЕРАТУРА, НАКЛЕП.
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. Албагачиев А. Ю., Зуев В. В. Эффективные технологические методы обеспечения качества деталей машин. М. : МГУПИ. 2013. – 123 с.
2. Перспективные методы поверхностной обработки деталей машин / Отв. ред. Г. В. Москвитин. – М. : ЛЕНАНД, 2019. – 448 с.
3. Научные основы материаловедения : Учебн. для вузов / Б. Н. Пастухова. М. : Изд-во МВТУ им. Н. Э. Баумана, 2009. – 336 с.
4. Кошелев, О. С. Упрочнение материала при динамическом внедрении клинового индентора. Кошелев О. С., Костылев А. В., Мишакин В. В. Цой Г. М. // Известия АМН Рф. – 2001. – Юб. Том – С. 126-135.
5. Мишакин, В. В. Использование метода ударного внедрения индентора для оценки параметров упрочнения листовых металлов // Вторая научно-техническая конференция посвященная 15-летию Нф ИМАШ РАН : Тез. докл. Н. Новгород, 2001. – С. 65.
6. Мишакин, В. В. Определение механических характеристик тонколистового металла ударным внедрением индентора / Мишакин В. В., Борисов А. А., Литовченко В. Н. и др. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением. – 2000. – № 12. – С. 32-34.
7. Бабичев, А. П. Отделочно-упрочняющая обработка деталей многоконтактным виброударным инструментом / А. П. Бабичев, П. Д. Мотренко, И. А. Бабичев. ДГТУ : Ростов н/Д, 2003. – 192 с.
8. Баринов, C. B. Повышение сопротивления контактному выкрашиванию гетерогенным деформационным упрочнением статикоимпульсной обработкой : дис. . канд. техн. наук : 05.02.08, 05.03.01 / Баринов Сергей Владимирович. – Орел, 2009. – 166 с.
9. Лебедев, В. А. Технология динамических методов поверхностного пластического деформирования / В. А. Лебедев. – Ростов н/Д : Издательский центр ДГТУ, 2006. – 183 с.
10. Попова, В. В. Поверхностное пластическое деформирование и физикохимическая обработка – М. : Машиностроение, 2013. – 99 с.
11. Бобровский, Н. М. Разработка научных основ процесса обработки деталей поверхностно-пластическим деформированием без применения смазочно-охлаждающих жидкостей. – Тольятти : Тольяттинский гос. университет, 2008. – 170 с.
12. Попелюх, А. И. Повышение конструктивной прочности деталей ударных машин термической обработкой созданием в стали смешанной структуры / А. И. Попелюх, А. М. Теплых, Д. С. Терентьев, А. Ю. Огнев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2009. – № 2. – С. 19-24.
13. Попелюх, А. И. Пути повышения конструктивной прочности ударного инструмента / А. И. Попелюх, А. М. Теплых, Д. С. Терентьев, А. Ю. Огнев // Обработка металлов. – 2009. – № 4. – С. 15-16.
14. Алексенцева, С. Е. Повышение эффективности обработки материалов потоком высокоскоростных дискретных частиц / С. Е. Алексенцева // Вестник СамГТУ Серия Технические науки. – 2015. – № 2(46). – C. 142-145.
15. Андряшина, Ю. С. Автоматизированный расчет технологических параметров дробеударного формообразования крупногабаритных панелей // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. – № 6 (2). – С. 305-308.
