Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕМОНТА ГИДРОЦИЛИНДРОВ

Изобретение относится к области восстановления деталей и ремонта агрегатов машин и может быть использовано на ремонтно-технических предприятиях.

Известен способ восстановления деталей гидроцилиндров интегральных рулевых механизмов с гидроусилителем руля, включающий восстановление штока методом электроконтактной приварки ленты через промежуточный слой на режимах с силой тока 3,5-5,5 кА, длительностью импульса тока 0,04-0,08 с, усилием прижатия электродов 1,2-1,8 кН, частотой вращения шпинделя 6-8 об/мин, продольной подачей сварочных дисковых электродов 2-3,5 мм/об с последующей шлифовкой восстановленной поверхности до обеспечения технологического зазора в соединении шток-передняя крышка. Рабочую поверхность поршня ремонтного размера упрочняют молибденовым электродом методом электроискровой обработки в ручном режиме на установке с энергией импульса 0,13-0,81 Дж в течение 1,5-2 мин/см², с последующей доводкой обработанной поверхности (см. Труды ГОСНИТИ №98. - М.: ГОСНИТИ, 2007 г., с.205-217).

Однако данная технология не позволяет устранять следы коррозии, задиры, забоины на поверхности штоков, что ограничивает его применение для комплексного ремонта гидроцилиндров.

Известен способ восстановления и упрочнения деталей машин методом электроискровой обработки, позволяющий образовывать на поверхности детали прочно сцепленный слой покрытия, в котором отсутствует не только граница раздела, но происходит диффузия элементов материала покрытия в приповерхностные слои материала детали. Кроме того, имеется возможность локальной обработки на поверхностях любой кривизны (см. Бурумкулов Ф.Х., Лезин П.П., Сенин П.В., Иванов В.И., Величко С.А., Ионов П.А. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика). - Саранск: Тип. Крас.Окт., 2003 г., с.171-174).

Недостатком известного способа является недостаточная толщина наносимого покрытия и наличие впадин, способствующих удержанию смазки и выносу его штоком из поршневой полости.

Известен способ ремонта гидроцилиндров с заменой изношенных или потерявших упругость уплотнений на новые. Внутреннюю поверхность корпуса цилиндра восстанавливают расточкой с последующим хонингованием. Поршень изготавливают ремонтного размера, обеспечив технологический зазор между корпусом цилиндра и поршнем. Изношенную наружную поверхность штока гидроцилиндра восстанавливают шлифованием до выведения следов износа с последующим хромированием. Изогнутые штоки выправляют под прессом в холодном состоянии. Изношенные отверстия вилок штока и проушин задней крышки обрабатывают зенкером и разверткой под ремонтный размер, запрессовывают в них втулки и окончательно обрабатывают разверткой до номинального размера. Изношенное отверстие под шток в передней крышке восстанавливают расточкой с последующей запрессовкой бронзовой или чугунной втулки, затем втулки окончательно развертывают под размер штока, обеспечив технологический зазор в сопряжении (см. Черкун В.Е. Ремонт тракторных гидравлических систем. - М.: Колос, 1984 г., с.224-227).

Ограничением возможности полной реализации известного способа на ремонтных предприятиях с единичным и мелкосерийным типом производства является сложность и высокая энергоемкость технологии хромирования штоков. Кроме того, не подлежат восстановлению и выбраковываются штоки, на поверхности которых имеются следы коррозии, задиры и забоины. У цилиндров с открытым выходом штока повторяемость указанных дефектов составляет более 70%.

Известен способ нанесения покрытий методом холодного газодинамического напыления, осуществляемый путем соударения твердых металлических частиц порошка о поверхность детали под действием сжатого воздуха. Указанный способ позволяет локально устранять дефекты типа коррозии, задиров, забоин на поверхности деталей. Толщина покрытий регулируется режимом нанесения, давлением воздуха, подаваемым в систему, и подачей порошка (см. О.Ф.Клюев, А.И.Каширин, А.В.Шкодкин. Технология нанесения металлических покрытий. Часть 1. Процесс формирования покрытия // Сварщик, №4, 2003. - С.25-27., О.Ф.Клюев, А.И.Каширин, А.В.Шкодкин, Т.В.Буздыгар. Технология нанесения металлических покрытий. Часть 2. Применение покрытий // Сварщик, №5, 2003 г., с.24-27).

Недостатком известного способа является недостаточная прочность сцепления материала покрытия с материалом основы.

Технический результат заключается в восстановлении работоспособности штока за счет устранения дефектов типа коррозия, задиры, забоины с обеспечением ресурса гидроцилиндров на уровне нового.

Технический результат достигается тем, что в способе ремонта гидроцилиндров, включающем расточку с последующим хонингованием внутренней поверхности корпуса цилиндра, упрочнение методом электроискровой обработки в ручном режиме наружной рабочей поверхности поршня ремонтного размера молибденовым электродом, правку изогнутого штока под прессом в холодном состоянии, расточку изношенного отверстия в передней крышке с последующей запрессовкой бронзовой или чугунной втулки с окончательным ее чистовым развертыванием, восстановление штока методом электроконтактной приварки ленты через промежуточный слой с последующей шлифовкой восстановленной поверхностей до обеспечения технологического зазора в соединении шток-передняя крышка, обработку зенкером и разверткой под ремонтный размер изношенных отверстий вилок штока и проушин задней крышки, запрессовку в них втулок и окончательную обработку развертыванием их до номинального размера, дефекты типа коррозия, задиры, забоины на поверхности штока устраняют нанесением последовательно слоя металлопокрытия электродом из медьсодержащих сплавов или металлокерамических твердых сплавов методом электроискровой обработки на установке с энергией импульса 0,045-0,29 Дж в течение 1,5-2,5 мин/см², и слоя металлопокрытия методом холодного газодинамического напыления при давлении воздуха 0,4-0,7 МПа, подаче порошка 0,2-0,4 г/с с последующей шлифовкой и полировкой восстановленного участка поверхности штока.

Способ осуществляют следующим образом. Внутреннюю поверхность корпуса цилиндра растачивают на расточном или алмазно-расточном станке с последующим хонингованием на вертикально-хонинговальном станке. Наружную рабочую поверхность поршня ремонтного размера упрочняют методом электроискровой обработки в ручном режиме молибденовым электродом на установке с энергией разряда 0,13-0,81 Дж, время обработки 1,5-2 мин/см². Правку изогнутого штока осуществляют под прессом в холодном состоянии. Изношенное отверстие в передней крышке растачивают и затем в нее запрессовывают бронзовую или чугунную втулку с окончательным ее чистовым развертыванием. На поверхность штока методом электроконтактной приварки ленты наносят слой из легированной стали 50ХФА через промежуточный слой из мелкодисперсного порошка на основе никеля ПГСР-2 на режимах: сила тока 3,5-5,5 кА, длительность импульса тока 0,04-0,08 с, усилие прижатия электродов 1,2-1,8 кН, частота вращения шпинделя 6-8 об/мин, продольная подача сварочных дисковых электродов 2-3,5 мм/об. Последующее шлифование штока проводят на круглошлифовальном станке до обеспечения технологического зазора в соединении шток-крышка цилиндра передняя. Изношенные отверстия вилок штока и проушин задней крышки обрабатывают зенкером и разверткой под ремонтный размер, запрессовывают в них втулки и окончательно обрабатывают развертыванием их до номинального размера. Участки поверхности штока с дефектами типа коррозия, задиры, забоины обрабатывают методом электроискровой обработки электродом из медьсодержащих сплавов или металлокерамических твердых сплавов методом электроискровой обработки на установке с энергией импульса 0,045-0,29 Дж в течение 1,5-2,5 мин/см² и слоя металлопокрытия из порошка на основе меди с цинком С-01-11 методом холодного газодинамического напыления на режимах: давление воздуха 0,4 -0,7 МПа, подача порошка 0,2-0,4 г/с, с последующей шлифовкой и полировкой восстановленного участка поверхности.

Заявляемые пределы режимов и применяемые материалы обосновываются требованиями по толщине наплавляемых слоев, физико-механическими и триботехническими свойствами покрытий, а также возможностями применяемого технологического оборудования.

Результаты исследования физико-механических свойств покрытий, полученных различными электродами, показали, что адгезионная прочность при испытаниях на отрыв для покрытий, полученных методом холодного газодинамического напыления, значимо меньше (до 10 раз), чем для покрытий, полученных методом электроискровой обработки. При этом максимальные прочностные характеристики соответствуют покрытиям, полученным комбинированием этих методов при толщине электроискрового покрытия 0,1-0,3 мм и толщине покрытия, полученного методом холодного газодинамического напыления 0,75-0,85 мм. Таким образом, первый слой покрытия обеспечивает хорошую адгезионную прочность и высокую несущую способность, а второй создает необходимую толщину и плотность покрытия.

Эксплуатационные испытания отремонтированных гидроцилиндров показали, что нижняя доверительная граница прогнозируемого ресурса составляет не менее 150000 циклов включения, что соответствует среднему ресурсу новых гидроцилиндров.

Таким образом, по сравнению с известным решением предлагаемый способ позволяет проводить комплексный ремонт с восстановлением работоспособности штоков за счет устранения дефектов типа коррозия, задиры, забоины на поверхности, нанесением на локальные участки штока покрытий способом электроискровой обработки и холодного газодинамического напыления с обеспечением ресурса гидроцилиндров на уровне нового.