Выбор метода поверхностного упрочнения ремонтной тонкостенной втулки

Одним из эффективных способов восстановления работоспособности соединения «Вал-манжета» является использование ремонтных тонкостенных втулок. Установка их на валы обеспечивает восстановление герметичности соединения без разборки агрегата в минимальные сроки и в полевых условиях. Коллектив авторов изготовил ремонтные тонкостенные втулки с толщиной стенки 0,25 мм. Исследования проведены с целью выбора способа упрочнения поверхности тонкостенной втулки до микротвердости выше 21 000 МПа, превышающей микротвердость кварцевого абразива и оксида алюминия, входящих в основной состав пыли. Проанализировав методы поверхностного упрочнения, авторы сделали заключение о применимости для тонкостенных ремонтных втулок методов электролитического хромирования и физического осаждения покрытий (PVD). Поверхностное упрочнение тонкостенных втулок электролитическим хромированием (Хтв 21) провели при температуре 45…55°C, покрытие нитридом титана (TiN) получили методом PVD при температуре 200…450°C. Толщину покрытия измеряли электромагнитным толщиномером защитных покрытий Константа К5. Микротвердость полученной упрочненной поверхности определили на приборе ПМТ-3М. Шероховатость упрочненных рабочих поверхностей тонкостенных ремонтных втулок измеряли профилометром MarSurf M400. В результате поверхностного упрочнения тонкостенных втулок толщина хромового покрытия составила 21…30 мкм, а нитрида титана – 4,2…5,2 мкм. Установили, что при электролитическом хромировании микротвердость поверхности втулки достигала 11000…12000 МПа, а метод PVD обеспечил микротвердость 18900…21700 МПа. Профилограмма упрочненной рабочей поверхности втулки показала уменьшение шероховатости на один класс чистоты поверхности. Результаты исследований доказывают применимость выбранных методов упрочнения ремонтных тонкостенных втулок толщиной от 0,25 мм.

1. Ерохин М.Н., Леонов О.А., Шкаруба Н.Ж. и др. Производство и ремонт отечественных машин для агропромышленного комплекса с позиции принципа 5М // Вестник машиностроения. 2023. Т. 102, № 8. С. 701-704. EDN: BUMPSG

2. Леонов О.А., Шкаруба Н.Ж., Вергазова Ю.Г. и др. Оценка и анализ внутренних потерь при производстве продукции на машиностроительных предприятиях // Вестник машиностроения. 2023. Т. 102, № 5. С. 421-426. EDN: PYHKRC

3. Леонов О.А., Шкаруба Н.Ж., Гринченко Л.А. и др. Исследование влияния параметров макрогеометрии на герметичность соединений вала с манжетой // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2023. № 6. С. 40-47. https://doi.org/10.31857/S0235711923060111

4. Мельников О.М., Казанцев С.П., Игнаткин И.Ю. и др. Совершенствование уплотнительных устройств подшипниковых узлов сельскохозяйственной техники // Агроинженерия. 2022. Т. 24, № 3. С. 68-72. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2022-3-68-72

5. Белов М.И., Ерохин М.Н., Мельников О.М. Оценка давления уплотнения на вал // Агроинженерия. 2020. № 2 (96). С. 29-33. https://doi.org/10.26897/2687-1149-2020-2-29-33

6. Игнаткин И.Ю., Дроздов А.В. Способ восстановления вала редуктора с применением упрочненной ремонтной детали // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2020. № 9. С. 13-17. EDN: LRSMGN

7. Леонов О.А., Шкаруба Н.Ж., Вергазова Ю.Г. и др. Расчет и выбор посадок с натягом для восстановления поверхности вала под манжету запрессовкой тонкостенных втулок // Вестник машиностроения. 2023. Т. 102, № 12. С. 990-994. EDN: HWTEJU

8. Мельников П.О. Повышение ресурса уплотнительных устройств валов сельскохозяйственной техники // Реинжиниринг и цифровая трансформация эксплуатации транспортно-технологических машин и робототехнических комплексов: Сборник статей Московской Международной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 100-летию со дня рождения ветерана Великой Отечественной войны, заслуженного деятеля науки и техники, заслуженного изобретателя РФ, доктора технических наук, профессора Николая Федоровича Тельнова, Москва, 19-20 декабря 2023 г. М.: Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева, 2024. С. 245-249. EDN: JFWBOM

9. Лапаев А.В., Мельников О.М. Методика расчета толщины ремонтной тонкостенной втулки для восстановления оптимального натяга в соединении «вал-манжета» // Техника и оборудование для села. 2025. № 1 (331). С. 31-34. EDN: LUBFOR

10. Ерохин М.Н., Чупятов Н.Н. Повышение работоспособности гидравлических систем с применением CVD-метода металлоорганических соединений // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». 2013. № 3 (59). С. 39-41. EDN: TEFXML

11. Мельников О.М. Увеличение работоспособности соединений «вал-манжета» // Сборник статей по итогам II Международной научно-практической конференции «ГОРЯЧКИНСКИЕ ЧТЕНИЯ», посвященной 150-летию со дня рождения академика В.П. Горячкина, Москва, 18 апреля 2018 г. М.: Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева, 2019. С. 346-349. EDN: RIBRFV