Триботехнологии для ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНОЙ и ТРАНСПОРТНОЙ техники
Густов Д. Ю., Густов Ю. И. (МГСУ, Москва, Россия)
According to condition of maximum wear-proof and the best welding alloy steel 18ХГФТЮД (class 900 MPa) is recommended for wide industrial using. The most wear-resistance metals of explored materials are boron containing metals of eutectic type ЭНУ-2, Х-5, Т-620, which can be recommended for local consolidation of the bodies at frictional surfaces.
С целью повышения долговечности дорожно-строительных и транспортных машин разработаны триботехнические материалы и технологии для использования в производстве, эксплуатации и ремонте техники.
Для ножей дорожных фрез разработана технология индукционной пайки спечённых твёрдых сплавов ВК15 с сопутствующей термической обработкой для снятия остаточных напряжений. Достигнуто 18-20-кратное повышение износостойкости ножей, обеспечивающее ресурс рабочего органа не менее 3000 мото-часов.
Для повышения
износостойкости опорно-ходовых катков мощных бульдозерно-рыхлительных агрегатов
разработана технология электродуговой наплавки специально созданной порошковой
проволокой марки
ПП-Нп100Х4Г2АР. С целью повышения долговечности опорных катков бульдозеров на
базе тракторов Т-100 и Т-130 разработана электродуговая восстановительно-упрочняющая
наплавка проволокой Св-08Г2С под равновесной смесью флюсов АН-348А и АНК-18.
Технологии наплавки обеспечивают повышение долговечности катков в 1,5 - 2 раза.
Применительно к зубьям ковшей экскаваторов (ЭО-4121, ЭО-2621 и др.) и ножам отвалов бульдозеров (ДЗ-110, ДЗ-42 и пр.) разработаны электроды типа 140Х10С2Г2Н2БФ для их восстановительно-упрочняющей наплавки.
Для повышения износостойкости шарниров рабочего оборудования гидравлических экскаваторов разработаны технологии глубокой (скоростной) цементации и электролизного борирования. В результате износостойкость шарнирных сопряжений повышается в 4 - 6 раз.
К триботехнологическим способам относятся также изготовление биметаллических и многослойных режущих элементов, изменение формы рабочих органов и поверхностей трения, введение стабилизирующих и адаптирующих кинематических элементов и др. Так, высокую и повышенную износостойкость имеют двухслойные ножи дорожной фрезы, криволинейные зубья на ковшах экскаваторов и наконечниках рыхлителей, параболические беговые дорожки опорных катков и звеньев бульдозеров. Установка двуребордного направляющего катка вместо одноребордного стабилизирует ход гусеничной ленты, тем самым уменьшает и выравнивает износ деталей ходовой части.
С целью повышения долговечности кузовов большегрузных самосвалов грузоподъёмностью 110 т исследовали низколегированные конструкционные стали марок 14ХГМР, 14Х2ГМР, 10ХСНД, 18ХГФТЮД, 08Х8СЮТ, 14ХГНМДАФБРТ др., предназначенные для производства кузовов методом листовой штамповки, а также высоколегированные сплавы, наплавленные электродами марок ОЗН-7, ВСН-12, ВСН-14, Х-5 и др. Электроды использовали для технологического конструирования рифленой поверхности кузова, вследствие чего реализуется "теневой эффект" защиты стального листа за счёт заторможенного слоя породы.
Невысокий ресурс кузовов (в среднем 80 тыс. км. пробега при ресурсе основных агрегатов и узлов порядка 200 тыс. км.) вызывает 2-3-кратную их замену, дополнительные материально-технические и трудовые затраты, простои и снижение производительности машин. При больших масштабах применения большегрузных самосвалов в строительном производстве повышение долговечности кузовов представляет актуальную научно-техническую задачу.
В результате триботехнических испытаний на абразивную износостойкость установили, что минимальный износ при трении о кварцевый и корундовый абразив имеют стали марок 18ХГФТЮД и 14ХГНМДАФБРТ, обладающие высоким пределом прочности и наибольшей твёрдостью в исследованном ряду сталей. Из условий большей износостойкости и лучшей свариваемости для производства кузовов рекомендуется сталь марки 18ХГФТЮД класса 900 МПа. Наиболее износостойкими оказались борсодержащие наплавленные металлы эвтектического типа ЭНУ-2, Х-5, Т-620, которые можно рекомендовать для локального упрочнения поверхности трения кузовов.
Целевые триботехнологии разрабатывали на основе деформационно-топографического метода исследования триботехнических материалов и узлов трения в конкретных условиях изнашивания. Выбор износостойких материалов осуществляли по уравнению прочностных и пластических показателей вида
Н0/НS + lр/Da = Da/Dс ,
где Н0, НS - исходная и поверхностная микротвёрдость; lр - относительное удлинение; Da , Dс - полное и сосредоточенное относительное сужение при изнашивании.