Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования 19
1.1 Ремонтный фонд ресурсоопределяющих базовых деталей дизельных двигателей 19
1.2 Дефекты и основные методы восстановления базовых деталей дизельных двигателей 23
1.2.1 Блок цилиндров 23
1.2.2 Головка блока цилиндров 33
1.2.3 Коленчатый вал 37
1.3 Перспективные методы восстановления базовых деталей дизельных двигателей 44
1.3.1 Электроискровая обработка поверхности 44
1.3.2 Холодное газодинамическое напыление порошковых материалов... 49
1.3.3 Восстановление деталей композиционными материалами с металлической матрицей
1.4 Выбор рационального метода восстановления деталей 52
1.5 Цель и задачи исследований 57
2 Теоретические основы обеспечения работоспособности и долговечности восстановленных деталей двигателей 61
2.1 Разработка модели работоспособности восстановленной детали в двигателе 61
2.2 Разработка математической модели усталостной долговечности восстановленных деталей по результатам ускоренных стендовых испытаний 66
2.3 Разработка математической модели ресурса по усталости восстановленных деталей 72
2.4 Оценка работоспособности восстановленных деталей
по критерию задиростойкости 80
2.5 Условия обеспечения послеремонтного ресурса сборочной единицы с восстановленными деталями 84
2.5.1 Обеспечение безотказности и долговечности 84
2.5.2 Обеспечение триботехнической работоспособности восстановленных сопряжений 88
2.6 Выводы 91
3 Программа и методики экспериментальных исследований 92
3.1 Программа экспериментальных исследований 92
3.2 Методики сравнительных ускоренных стендовых испытаний восстановленных деталей 93
3.2.1 Методика ускоренных стендовых испытаний деталей на усталость
при переменном изгибе 93
3.2.2 Методика исследования триботехнической работоспособности соединений на трибометре по схеме «круговое движение» 97
3.2.3 Методика исследования триботехнической работоспособности соединений при возвратно-поступательном движении 100
3.2.4 Методика оценки фреттинг-коррозионной стойкости соединений... 104
3.3 Методики исследования структуры и фазового состава покрытий... 108
3.3.1 Методика металлографических исследований 108
3.3.2 Рентгенофазовый анализ 111
3.3.3 Рентгеноструктурный анализ 113
3.4 Методики исследования физико-механических свойств покрытий формируемых при восстановлении деталей и соединений 119
3.4.1 Методика исследования микрогеометрии поверхностей металлопокрытий 119
3.4.2 Методика исследования жесткости (деформируемости) металлопокрытий 122 3.4.3 Методика оценки прочности металлопокрытий при испытаниях на отрыв 127
3.4.4 Методика оценки прочности металлопокрытий при испытаниях на
срез 130
4 Результаты экспериментальных исследований электроискровых и газодинамических покрытий ... 133
4.1 Оборудование и материалы 133
4.1.1 Выбор материала для электроискровых покрытий 133
4.1.2 Выбор материала для газодинамических покрытий 139
4.2 Прочность электроискровых и газодинамических покрытий 142
4.2.1 Результаты испытаний на отрыв 142
4.2.2 Результаты испытаний на срез 148
4.3 Металлографические исследования электроискровых и комбинированных покрытий 151
4.3.1 Оборудование и подготовка образцов для исследования 151
4.3.2 Структура электроискровых покрытий на стали 45 152
4.3.3 Структура электроискровых покрытий на сером чугуне 155
4.3.4 Структура комбинированных покрытий на стали 45 158
4.3.5 Структура комбинированных покрытий на сером чугуне 161
4.4 Исследование микрогеометрии поверхности электроискровых покрытий 164
4.4.1 Микрогеометрия электроискровых покрытий на сером чугуне 164
4.4.2 Микрогеометрия электроискровых покрытий стали 20Х 173
4.4.3 Пластичность и микрогеометрия электроискровых покрытий при нагружении 179
4.5 Исследование напряженно-деформированного состояния деталей, восстанавливаемых электроискровым и газодинамическим методами 185
4.5.1 Остаточные напряжения в электроискровых покрытиях и эффективность применения поверхностно-пластического деформирования при восстановлении деталей, подверженных циклическим нагрузкам 185
4.5.2 Исследование свойств медьсодержащих композиционных комбинированных покрытий 188
4.5.3 Экспериментальные исследования прочности коленчатых валов Д-21, восстановленных электроискровым методом 195
4.6 Триботехническая работоспособность электроискровых и газодинамических покрытий 196
4.6.1 Результаты испытаний на трибометре по схеме «круговое движение» 196
4.6.2 Результаты триботехнических испытаний при возвратно поступательном движении 202
4.7 Фреттинг-коррозионная стойкость восстановленных соединений 205
4.8 Выводы 210
5 Разработка технологических процессов восстановления базовых деталей двигателей композиционными покрытиями 213
5.1 Разработка и опытно-производственная проверка технологического процесса восстановления блоков цилиндров дизельных двигателей 213
5.1.1 Разработка типового технологического процесса 213
5.1.2 Разработка технологической оснастки для расточки коренных опор блоков цилиндров 214
5.1.3 Отработка операций технологии восстановления блока цилиндров 218
5.1.4 Устранение локальных дефектов рабочей поверхности гильзы 221
5.2 Разработка технологии восстановления головки блока цилиндров с
коррозией привалочной плоскости 226 5.3 Разработка технологии восстановления коленчатых валов с
изношенными упорными торцами шеек 228
6 Технико-экономическая эффективность от внедрения разработанных технологий 230
6.1 Расчет экономической эффективности от внедрения типового технологического процесса восстановления блоков (и гильз) цилиндров с аварийными дефектами 230
6.2 Расчет экономической эффективности от внедрения типового технологического процесса восстановления головки цилиндров с аварийными дефектами в виде коррозии и газовой эрозии привалочной плоскости 235
6.3 Расчет экономической эффективности от внедрения типового технологического процесса восстановления коленчатого вала с аварийными торцевыми износами упорного торца 240
6.4 Оценка народнохозяйственного эффекта от внедрения разработанных технологических процессов восстановления
базовых деталей двигателей 245
6.5 Выводы 246
7 Общие выводы 248
8 Список использованных источников
