Підвищення зносостійкості масляних шестеренних насосів тракторних дизельних двигунів: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.02.01 - Матеріалознавство

Abstract

Метою дисертаційного дослідження є підвищення експлуатаційних властивостей деталей масляних шестеренних насосів тракторних дизельних двигунів за рахунок розробки способу нанесення покриття з заданими властивостями. У дисертації вирішено наукове завдання щодо підвищення зносостійкості та працездатності деталей асляного шестеренного насосу двигунів внутрішнього згоряння за рахунок розроблення інноваційної технології формування багатошарового покриття в одному технологічному циклі. На основі теоретичних і експериментальних досліджень розроблена технологія нанесення покриттів, яка складається з оксилегування у водному розчині алюмохромфосфатного зв’язуючого деталей масляного шестеренного насосу двигунів внутрішнього згоряння, що забезпечує підвищення зносостійкості та працездатності: визначені раціональні параметри розробленої технології, зокрема температуру нагріву деталей, концентрацію насичуючого середовища та часу витримки у цьому середовищі; проведено експлуатаційні випробування, які довели, що використання нової технології нанесення покриттів на деталі масляних шестеренних насосів забезпечує їх працездатність протягом усього міжремонтного періоду двигуна; результати експлуатаційних випробувань довели, що зносостійкість деталей з покриттям перевищує майже в 2,5 - 3 рази зносостійкість деталей за базовою технологією. Розроблено інноваційний технологічний процес формування покриттів з використанням водного розчину алюмохромфосфатного зв’язуючого, що дозволить підвищити зносостійкість пар тертя; визначено залежність між величиною зносу і технологічними параметрами нанесення покриттів на чавунних та сталевих деталях: температурою, часом витримки і концентрацією розчину; визначено залежність впливу технологічних параметрів на товщину покриття; встановлено можливість одночасного формування багатошарового покриття на сталевих та чавунних деталях масляних шестеренних насосів з різним ступенем легованості. Удосконалено: технологічний процес виготовлення деталей масляного шестеренного насосу двигунів внутрішнього згоряння за рахунок розробленої інноваційної технології, що забезпечить підвищення зносостійкості пар тертя масляних шестеренних насосів та їх працездатності.

Целью исследования является повышение эксплуатационных свойств деталей масляных шестеренных насосов тракторных дизельных двигателей за счет разработки способа нанесения покрытия с заданными свойствами. В диссертации решена научная задача по повышению износостойкости и работоспособности деталей масляного шестеренного насоса двигателей внутреннего сгорания за счет разработки инновационной технологии формирования многослойного покрытия в одном технологическом цикле. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработана технология нанесения покрытий, состоящая из оксилегирования в водном растворе алюмохромфосфатной связки деталей масляного шестеренного насоса двигателей внутреннего сгорания, которая обеспечивает повышение износостойкости и работоспособности: определены оптимальные параметры разработанной технологии, в частности температура нагрева деталей, концентрация насыщающей среды и времени выдержки в этой среде; проведены эксплуатационные испытания, которые доказали, что использование новой технологии нанесения покрытий на детали масляных шестеренных насосов обеспечивает их работоспособность в течение всего межремонтного периода двигателя; результаты эксплуатационных испытаний доказали, что износостойкость деталей с покрытием превышает почти в 2,5-3 раза износостойкость деталей по базовой технологии. Разработан инновационный технологический процесс формирования покрытий с использованием водного раствора алюмохромфосфатной связки, что позволит повысить зносостойкость пар трения; определена зависимость между величиной износа и технологическими параметрами нанесения покрытий на металлических и стальных деталях: температурой, временем выдержки и концентрацией раствора; определена зависимость влияния технологических параметров на толщину покрытия; установлена возможность одновременного формирования многослойного покрытия на стальных и чугунных деталях масляных шестеренных насосов с разной степенью легирования. Усовершенствовано технологический процесс изготовления деталей масляного шестеренного насоса двигателей внутреннего сгорания за счет разработанной инновационной технологии, которая обеспечит повышение износостойкости пар трения масляных шестеренных насосов и их работоспособности.

The purpose of the thesis is to improve the operational properties of the components of an oil gear pump by developing the technique of applying the coating with specified properties. The thesis deals with the scientific problem of increasing wear resistance and efficiency of the components of an oil gear pump of internal combustion engines by means of an innovative multilayer coating forming technology in a single cycle. The theoretical and experimental research was used for the development of the coating application technology including the oxy-alloying of the components of an oil gear pump of internal combustion engines in the aqueous solution of aluminiumchromium-phosphate binder, which is aimed at higher wear resistance and efficiency: determination of the rational parameters of the technology developed, in particular, heating temperature for the components, saturation environment concentration, and aging time in such environment; operational tests which have proved that the application of the new coating technology for the oil gear pump components provides the stable operation of the engine during inter-repair periods; and - the results of the operational tests have demonstrated that the wear resistance of the coated parts almost 2.5 - 3 times as high as the wear resistance of the components treated according to the basic technology. The research presents original development of the innovative technological formation of coatings based on aqueous solution of aluminium-chromium-phosphate binder in order to improve the wear resistance of friction pairs; determination of the dependency between the wear and technological parameters of the coatings applied on cast iron and steel components, such as temperature, aging time, and solution concentration; determination of the dependency between the technological parameters and the coating thickness; substantiation of simultaneous formation of a multi-layer coating on steel and cast iron components of oil gear pumps with different doping degrees. The research describes the improved technological process of manufacturing the components of the oil gear pump of internal combustion engines with the application of the developed innovative technology to increase the wear resistance of the friction pairs of oil gear pumps and their efficiency.