Проектування дільниці по відновленню кулачків розподільчого валу автомобіля ЗІЛ–130 (стр. 3 из 8)
Рис. 1. Функціональна схема плазмової установки: ПУ – пульт керування, ПР – плазмовий розпилювач.
Основними елементами всіх плазмових установок є: плазмотрон (плазмовий розпилювач), джерело живлення дуги, система газоживлення, дозатор-живильник і вся система подачі розпалюваного матеріалу, система охолодження і пульт управління. Крім цих основних елементів до кожної установки надають пристрої, які приводять в рух деталь, гасять шуми, система вентиляції.
Рис. 2. Блок-схема установки до плазмового напилення: 1 - система газопостачання; 2 - механізм подачі напилювального матеріалу; 3 - механізм пересування плазмотрона; 4 - розпилювач; 5 - виріб, на поверхню якого наносять покриття, і система його руху; 6 - пульт керування; 7 - джерело живлення дуги.
Для газо термічного напилення в виробничих умовах необхідно здійснювати взаємне переміщення пальника і деталі. Параметри цього переміщення – швидкість, дистанція напилення (відстань від пальника до деталі), кут зустрічі напилювального потоку з поверхнею, яку обробляємо – повинні витримуватися у процесі напилення і точно відтворюватися від деталі до деталі. Для забезпечення цих вимог використовують спеціальну технологічну оснастку.
ТОПАС-40
Установка плазмового напилення потужністю 40 кВт комплектується плазматрона в ручному і машинному виконаннях. Плазматрона виконані з одиночною МЕВ і рекуперативним охолодженням, можуть працювати на до-і надзвуковому режимах. Призначена для напилювання покриттів на зовнішні і внутрішні поверхні. Можуть використовуватися порошкові і дротяні матеріали.
Плазмообразуючий газ - повітря+метан
Напруга мережі, В - 3х380 (180)
Робоча напруга, В - 140-180
Робочий струм, А - 100-250
Витрата суміші, м3/год - 3-10
ККД плазматрон - 90
Продуктивність напилювання, кг / год:
метали - 10
кераміка (Аl2О3) - 5
У більшості випадків напилювані матеріали можуть поставлятися у вигляді порошків. При напилюванні порошку можна отримати покриття навіть у разі неповного проплавлення нагрівається порошку. Напилювання дроту або прутка неможливо без повного розплавлення напилюваного матеріалу. Тому в порівнянні з порошковим напилюванням при пруткової або дротовому напилюванні утворюються частинки на початковому етапі руху мають більш високу температуру і швидкість, що забезпечує і більш високу енергію зіткнення частинок з поверхнею і підвищує міцність зчеплення покриття з основою. Однак при дротовому або прутковому напилюванні утворюються розплавлені частинки швидко охолоджуються. При порошковому ж напилюванні високотемпературна область полум'я в порівнянні з дротяним має велику протяжність, що дозволяє ефективно використовувати цю область для нагрівання що летять частинок.
Основною перевагою порошкового напилювання є низька вартість і проста технологія отримання порошків металів, сплавів і хімічних сполук, з яких неможливо виготовити дріт або пруток звичайними методами з огляду на їх високої твердості та крихкості.
Частинки порошків повинні мати сферичну або комкоподібну форму. Такі порошки мають гарну сипучості, що дозволяє досить просто регулювати і підтримувати витрата напилюваного матеріалу.
Для напилювання в основному використовують порошок з розміром частинок 40-100 мкм. При зберіганні і використанні необхідно звертати увагу на те, щоб порошки були сухими.
Напилювання покриттів з самофлюсуючих сплавів і подальше їх проплавлення дозволяє одержувати покриття без пористосі. Самофлюсуючі сплави являють собою сплави на основі нікелю, нікелю та хрому або кобальту, що містять добавки бору та кремнію.
Назва напилюваного порошку СНГН-55. Хімічний склад порошку: Ni - основа, B - 3.2-4.0, C - 0.7-1.0, Si - 3.8-4.5, Cr - 14-17, Fe ≤ 3, Mn - 1.0.Твердість одержуваного покриття 53-58 HRC. Діаметр порошинки d - 20-50 мкм.
Для відновлення кулачка розподільного валу автомобіля ЗІЛ-130 я вибрав цей порошок так він дає можливість отримати покриття, що володіє зносостійкістю, ерозійної стійкістю, корозійною стійкістю, стійкістю до окислення при високих температурах і т.д.
2.3 Необхідне обладнання, інструмент, пристрої
Установки для плазмового напилення включають такі основні елементи: інструмент для плазмового напилення (плазмотрон); джерело енергопостачання; систему газопостачання; систему водяного охолодження, систему регулювання параметрів робочого режиму, систему подачі напилюваного матеріалу (порошку чи дроту), мийна мишина, сушильний шкаф, абразивна установка, копіювально-шліфувальний станок. Крім того, вони можуть включати робочу камеру з системою вентиляції і пиловловлення, засоби механізації переміщення плазмотрона і деталі.
3.1 Проектування технологічного процесу відновлення
Використовуємо операції, пов'язані тільки з відновленням кулачків, тобто часткове відновлення кулачків розподільного валу ЗІЛ-130.
3.2 Розробка маршрутної технології
1.Очисна.
2.Контрольно-дефекточна.
3.Термічна.
4.Абразивно-шліфовальна.
5.Напилювальна.
6.Копіювально-шліфовальна.
7.Контрольна
1. Очисна.
Очистити вал і промити його в розчині миючого засобу МС-8 концентрації 20 г / л і температурою 75-80 0 С.
Наявність смолистих відкладень, забруднення і мастила на поверхні вала не допускаються.
Машина для очищення: SIMPLEX 120.
Розряд роботи-2. Трудомісткість-5 хв.
2. Контрольно-дефекточна.
Провести ретельний візуальний огляд. Визначити геометричні параметри валу - виміряти інструментом.
Визначити тріщини магнітним дефектоскопом МД-50.
Режими: ток намагнічування 1500 А, метод намагнічування - циркулярний, характер струму - миттєвий.
Умови: тріщини більше 5 мм не допускаються.
Розряд роботи - 4. Трудомісткість- 8,5 хв.
3.Термічна.
Помістити вал в піч при температурі 400-4500 С і витримувати протягом 30 хвилин.
Електропіч шахтна СШО 10.10/10.
Розряд роботи-1
4.Абразивно-шліфовальна.
Шліфовати під напилювання в закритій абразивній установці, забезпечивши шороховатість поверхні Ra 2 мкм.
Обладняння: абразивна установка HSP-20.
Розряд роботи - 4. Трудомісткість - 20 хв.
5.Напилювальна.
Закріпити розподілвал в спеціальний валотримач, який забезпече потрібну форму положення при напилюванні, а обертаючись – може швидко перевести плазматрон на слідуючий кулачок. Напилювати профіль кулачка.
Обладняння: напилювальна установка Топас – 40.
Розряд роботи - 3. Трудомісткість – 25 хв.
6.Копіювально-шліфовальна.
Помістити вал в копіювально-шліфувальний верстат і на протязі 18 хв. він автоматично прошліфує профілі кулачків.
Обладняння: копіювально-шліфовальний верстат ХШ3-33н.
Розряд роботи – 1.
7.Контрольна.
Провести контроль згідно технічним вимогам на видачу розподільчого валу з відновлення.
Розряд роботи - 4. Трудомісткість - 8 хв.
Для визначення розмірів частинок часто використовують ситовий аналіз (ГОСТ 3584-73). Набір сит з розміром у світлі 0,05; 0,063; 0,1 і 0,125 мм дозволяє простим способом оцінити гранулометричний склад порошку. Існують й інші способи визначення гранулометричного складу порошків, особливо дрібнодисперсних з розміром частинок менше 40мкм.
Обов'язковою операцією при підготовці є сушка або прожарювання порошку, при цьому поліпшується його сипучість, зменшується кількість пов'язаної або адсорбованому вологи, органічних забруднень. Для сушіння порошку температура становить 120-1500 С .При більш високих температурах спостерігається інтенсивне окислення порошку. Для сушіння металевих порошків і прожарювання використовують металеві дроту з товщиною засипки 5-10 мм. Час обробки вибирають в межах 2-5 годин. Сушку та прожарювання порошків здійснюють у печах або шафах.
Готуючи порошки для напилювання, корисно перевірити їх сипкість. Для цього використовують методи, прийняті в порошковій металургії.
Якісна обробка поверхні виробу перед напилюванням багато в чому гарантує високу, адгезійну міцність покриттів. Поверхня виробу, що надходить на напилювання, звичайно містить різні види забруднень:
1. фізичні чи механічні забруднення. До них відносяться пил, ворсинки, абразивні частинки та ін. Забруднення хімічно не пов’язані з поверхнею.
2. органічні забруднення у вигляді адсорбованих тонких і товстих плівок - різноманітні мастила, віск, парафін.
3. забруднення, розчинені у воді: солі, кислоти, луги та ін.
4. хімічно пов’язані забруднення. До них відносять: оксидні, нітридні, сульфідні та інші сполуки.
5. газоподібні забруднення, адсорбовані поверхнею. Попередні оцінки показують існування на поверхні виробу біля 3 -5мкг/мм2 органічних забруднень, і товщина оксидної плівки 3 -З0нм.
Особливо погано впливають органічні забруднення. Суттєвий їх вплив проявляється вже при вмісті 1мкг/мм2 .
Стійкі оксидні плівки товщиною менш 0,5мк суттєво не впливають на контактну температуру. Разом з тим енергія активації оксидних плівок вища за енергію активації відповідних металів. На адгезійну міцність покриття впливають плівки товщиною більше 10 -15нм.
Підготування поверхні перед напилюванням має слідуючу мету: видалення жирових та інших видів забруднень; видалення оксидних плівок при підготовці металевих, металідних або металоїдних поверхонь.
Поряд з цим необхідно активувати напилювану поверхню, тобто вивести її зі стану термодинамічної рівноваги. Для цього необхідне розірвати зв'язки між поверхневими і сторонніми атомами твердого тіла, підвищити енергію поверхневих атомів до різня забезпечення їхньої хімічної взаємодії з напилюваними частинками. При напилюванні покриттів на активовану поверхню необхідно враховувати можливість швидкої втрати придбаних властивостей. Хімічна адсорбція атмосферних газів
відновлює звільнені міжатомні зв'язки.