VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

В настоящее время широкое распространение на территории РФ получили установки для нанесения ионно-плазменным методом напыления защитных, износостойких и даже декоративных покрытий из различных материалов (Cr, Mn, Ti, Zr, Mo, Al, W, их оксиды, нитриды и карбиды, сплавы и композиции) на детали и инструмент, в том числе режущий. Особенности конструкций рабочих камер установок позволяют получать высококачественные однородные и многослойные покрытия.

Однако, как показал обзор конструктивных схем, анализ некоторых литературных и Internet-источников, в конструкциях установок для плазменного напыления имеются недостатки, к которым относятся:

- недостаточно высокая производительность процесса напыления, что связано с постоянным контролем за технологической операцией оператором и непосредственного его вмешательства в случае ошибочных действий установки. Что приводит к постоянным отключениям установки, ее повторным проходам и т.д.;

- трудности в получении равномерного по толщине покрытия на деталях сложной формы, что опять же таки связано с человеческим фактором проведения технологической операции - напыления.

В виду вышесказанного актуальной становится разработка конструкции установки плазменного напыления, оборудованной автоматическим копиром сложных деталей и внедрении ее в технологию упрочнения деталей лап культиваторов [1, 2, 3].

Ожидаемый экономический эффект будет ожидаться от увеличения производительности установки, отсутствии вынужденных остановок, снижения затрат на используемый порошковый материал, наносимый более равномерно.

Технологический процесс нанесения покрытий (рис. 1) включает следующие операции: предварительную подготовку поверхности изделия для обеспечения прочного сцепления напыляемого материала; подготовку материала; нанесение покрытия; механическую обработку покрытия после напыления.

Рис. 1. Технлогия упрочнения лап культиватора методом напыления

Разработанная установка для плазменного напыления представлена на рис. 2.

Принципиальная схема работы установки заключается в следующем.

На раме установки устанавливаем дополнительно помимо стандартного плазматрона РР-6-01 механизм его перемещения, состоящий из приводного мотор-редуктора 1МЦ2С-63, перемещающего его в поперечном направлении и блока пружин с копиром, для перемещения его в продольном направлении.

На рабочем столе устанавливается восстанавливаемая лапа культиватора [4, 5], на которую необходимо нанести напыление для ее упрочнения. К ней подводится плазмотрон и фиксируется в начальном положении, например на острие лапы. На копировальном столе устанавливается лапа-оригинал с геометрическими параметрами, необходимыми для первой лапы, и также в начальном положении фиксируется копирующий ролик (копир).

 а

Рис. 2. Установка для плазменного напыления:

а - вид спереди; б - плазмотрон; в - копир

Такая конструкция установки плазменного напыления позволяет в автоматическом режиме наносить на лапы культиватора порошки необходимого состава, тем самым улучшая их прочностные характеристики, с более высокой скоростью, что делает процесс восстановления лап более производительным, при получении более равномерного по толщине покрытия.

Литература

1.        Ожегов Н.М., Ружьев В.А. Обеспечение долговечности рабочих органов почвообрабатывающих машин // Сельский механизатор. - 2015. - №5. - С. 36-38.

2.        Ожегов Н.М., Ружьев В.А., Капошко Д.А., Зимин С.А. Формирование поверхностной прочности рабочих органов почвообрабатывающих машин в области наибольшей интенсивности трения // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. Ежеквартальный научный журнал №35. - СПб.: СПбГАУ, 2014. - С. 270-276.

3.        Ружьев В.А. Применение компьютерного моделирования при проектировании сельскохозяйственных машин // Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей: сб. науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. - СПб-Пушкин: СПбГАУ, 2012. - С. 203-206.

4.        Новиков М.А., Смелик В.А., Теплинский И.З., Ерошенко Л.И., Феофанова А.С., Ружьев В.А. Сельскохозяйственные машины. Технологические расчеты в примерах и задачах: учебное пособие / под ред. М.А. Новикова. - СПб.: Проспект Науки, 2011. - 208 с.

5.        Ерошенко Л.И., Новиков М.А., Смелик В.А., Теплинский И.З., Ружьев В.А. Лабораторный практикум по сельскохозяйственным машинам. Учебно-методическое пособие. - СПб.: СПбГАУ, 2009. - 42 с.