Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Повышение долговечности деталей агрегатов электронасосных центробежных скважинных для воды комбинированным упрочнением

Диссертация: Повышение долговечности деталей агрегатов электронасосных центробежных скважинных для воды комбинированным упрочнением
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Выявлен механизм изнашивания поверхностей деталей электронасосов и электродвигателей, упрочненных путем нанесения гальванопокрытия из хрома и ультраалмаза, алмазного выглаживания, импульсной магнитной обработки и их комбинаций. Поэтому дальнейшее улучшение качества рабочих поверхностей деталей агрегатов возможно только за счет замены марок сталей 12Х18Н10Т и 40X13 на другую сталь, например сталь… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА II. ЕРВАЯ. Состояние вопроса и постановка задачи исследо- 6 вания
    • 1. 1. Анализ работы электронасоса, электродвигателя и их эле- 6 ментов
    • 1. 2. Требования к механическим свойствам деталей электрона- 12 coca и электродвигателя, контактирующих с подшипниками скольжения и с жидкой массой
    • 1. 3. Существующие методы отделочно-упрочняющей обработ- 13 ки, применяемые для повышения износостойкости металлических поверхностей
      • 1. 3. 1. Борирование
      • 1. 3. 2. Хромирование
      • 1. 3. 3. Карбохромирование
      • 1. 3. 4. Нитроцементация
      • 1. 3. 5. Карбонитрация
      • 1. 3. 6. Ионное азотирование
      • 1. 3. 7. Хромовое покрытие с ультраалмазами
      • 1. 3. 8. Цементация
      • 1. 3. 9. Азотирование
      • 1. 3. 10. Цианирование
    • 1. 4. Технология алмазного выглаживания
    • 1. 5. Возможности магнитной обработки и магнитных установок
  • Выводы и задачи исследования
  • ГЛАВА ВТОРАЯ. Конструкторская часть
    • 2. 1. Разработка блок-схемы узла хромирования
    • 2. 2. Разработка и изготовление конструкции алмазного выгла-живателя
    • 2. 3. Разработка конструкции импульсной магнитной установки
    • 2. 4. Разработка и изготовление экспериментальной установки для исследования деталей на износ
  • Выводы
  • ГЛАВА ТРЕТЬЯ. Исследование механических свойств деталей, упрочненных различными способами
    • 3. 1. Измерение твердости образцов деталей
    • 3. 2. Измерение величины шероховатости поверхности деталей
    • 3. 3. Исследование поверхностного слоя деталей из различных материалов, упрочненных разными способами
      • 3. 3. 1. Исследование поверхностного слоя детали из стали
      • 3. 3. 2. Исследование поверхностного слоя детали из стали 45 с 86 покрытием из хрома с ультраалмазом
      • 3. 3. 3. Исследование поверхностного слоя детали из стали 94 40X13 и 12Х18Н10Т
    • 3. 4. Проведение испытаний по упрочнению втулок в заводских условиях
  • Выводы
  • ГЛАВА. ЧЕТВЕРТАЯ. Исследование деталей на износостойкость
    • 4. 1. Методика проведения экспериментов
    • 4. 2. Проведение экспериментов по исследованию деталей на износостойкость
      • 4. 2. 1. Измерение силы трения в зоне контакта
      • 4. 2. 2. Выявление характера изнашивания поверхностей роторных втулок
  • Выводы

Повышение долговечности деталей агрегатов электронасосных центробежных скважинных для воды комбинированным упрочнением (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Повышение качества изготовления агрегатов электронасосных центробежных скважинных для воды имеет важное народно-хозяйственное значение. Агрегат состоит из центробежного насоса и нагруженного электродвигателя. Электродвигатели с высокими эксплуатационными характеристиками обеспечивают бесперебойную и эффективную работу электронасосов.

В большинстве случаев электродвигатели и насосы выходят из строя вследствие износа нагруженных деталей (валов, втулок и т. д.) вследствие их контакта с резинометаллическими подшипниками и жидкостью, проходящей через элементы электронасоса. При этом у электродвигателей разрушается только рабочая поверхность деталей (втулки, валы), которая контактирует с подшипниками и с жидкой массой. В основном эти детали изготавливают из дорогостоящих сталей — 40X13 и 12Х18Н10Т. Качество поверхности из этих сталей уже нельзя существенно увеличить за счет легирования или термической обработки.

Поэтому дальнейшее улучшение качества рабочих поверхностей деталей агрегатов возможно только за счет замены марок сталей 12Х18Н10Т и 40X13 на другую сталь, например сталь 45 более дешевую, и применения многокомпонентных покрытий.

Целенаправленное изменение свойств поверхностных слоев детали путем использование покрытий и поверхностной механической обработки для уменьшения износа и увеличения коррозионной стойкости — хорошо известная и развитая технология. Однако это направление становится все более важным вследствие того, что требования к физико-механическим и химическим свойствам конструкционных материалов становятся все более жесткими и точными. Как следствие, для достижения максимальной эффективности, возникает необходимость улучшения существующих систем покрытий и поверхностной обработки с целью удовлетворения постоянно возрастающих требований конструкторов.

Цель работы.

Повышение качества изготовления деталей агрегатов электронасосных центробежных скважинных для воды за счет улучшения их эксплуатационных характеристик путем применения комбинированной упрочняющей обработки.

Научная новизна.

Установлено изменение физико-механических и эксплуатационных свойств деталей электронасосов и электродвигателей в результате упрочнения путем нанесения гальванопокрытия из хрома и ультроалмаза, алмазного выглаживания, импульсной магнитной обработки и их комбинаций.

Выявлен механизм изнашивания поверхностей деталей электронасосов и электродвигателей, упрочненных путем нанесения гальванопокрытия из хрома и ультраалмаза, алмазного выглаживания, импульсной магнитной обработки и их комбинаций.

Практическая значимость.

Полученные результаты экспериментальных исследований позволили:

1. Разработать конструкции установок гальванопокрытия из хрома и ультраалмаза, импульсной магнитной обработки, инструмента для алмазного выглаживания.

2. Разработать технологии для упрочнения деталей путем нанесения гальванопокрытия, алмазного выглаживания, импульсной магнитной обработки и их комбинаций.

3. Повысить износостойкость деталей из стали 45, упрочненной нанесением гальванопокрытия из хрома и ультраалмаза в 2,9 разкомбинированным упрочнением из гальванопокрытия и алмазного выглаживания в 3,3 разакомбинированным упрочнением из гальванопокрытия, алмазного выглаживания и импульсной магнитной обработки в 3,5 раза.

Основные результаты и выводы по работе.

Проведенные исследования по решению проблемы повышения работоспособности деталей электронасосов и электродвигателей позволили сделать следующие выводы:

1. Исследованы особенности эксплуатации агрегатов электронасосных центробежных скважинных для воды, снижающие эксплуатационные характеристики. Установлено, что основными факторами снижающими износостойкость роторных втулок является низкое качество их поверхностного слоя.

2. Разработаны конструкции и изготовлены установка для хромирования, инструмент для алмазного выглаживания, установка для импульсной магнитной обработки деталей, динамометр для исследования роторных втулок на износ.

3. Разработаны технологии нанесения гальванопокрытий из хрома с ультраалмазами, алмазного выглаживания, импульсной магнитной обработки и их комбинации. Получены оптимальные режимы обработки.

4. Проведены экспериментальные исследования влияния упрочнений нанесением гальванопокрытия из хрома с ультраалмазом, алмазным выглаживанием, импульсной магнитной обработкой и их комбинации на эксплуатационные показатели роторных втулок. Исследования показали повышение износостойкости деталей, упрочненных нанесением гальванопокрытия из хрома и ультраалмазов в 2,9 раза, нанесением гальванопокрытия и последующим алмазным выглаживанием в 3,3 раза, нанесением гальванопокрытия и последующими алмазным выглаживанием и импульсной магнитной обработкой в 3,5 раза. Выявлено увеличение микротвердости в 2,4 раза, уменьшение величины шероховатости Ra после алмазного выглаживания в 2,6 раз.

5. Раскрыт механизм изнашивания поверхности роторных втулок, упрочненной нанесением гальванопокрытия из хрома с ультраалмазами. Установлено, что разрушение покрытия происходит на основе усталостного механизма.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Насосы: Каталог-справочник /Д.Н. Азарх, Н. В. Попова, Л.П. Монахова- ВНИИгидро-машиностроение. 3-е изд. испр., М.: Д.: Машгиз (Ленингр. отд-ние), 1960 — 552 с.
  2. Насосы: Справ, пособие /(К. Бадене, А. Градевальд и др.) — пер. с нем. В. В. Малюшенко, М. К. Бобка. М.: Машиностроение, 1979. — 502 с.
  3. Насосы и компрессоры. М.: Недра, 1974. 296 с.
  4. O.K. Поверхностное упрочнение деталей химико-термическими методами. М.: Машиностроение, 1969, — 344 с.
  5. В.В. Напряжения и деформация при термической обработке стали. — Киев.: Вища шк., 1985. -135 с.
  6. Упрочнение поверхностей деталей комбинированными способами /А.Г. Бойцов и др. М.: Машиностроение, 1991. — 144 с.
  7. М.А. Упрочнение деталей машин. М.: Машиностроение, 1978. — 184 с.
  8. А.Г. Деформационное упрочнение закаленных конструкционных сталей, М.: Машиностроение, 1981. — 231 с.
  9. Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием.
  10. Л.И. Теория и технология упрочнения металлических сплавов. — Новосибирск, Наука, 1990, — 304 с.
  11. .А. Повышение долговечности деталей поверхностным упрочнением. Минск, Наука и техника, 1974. — 231 с.
  12. В.М. Повышение качества поверхности и долговечности деталей машин ударно-импульсной и комбинированной обработкой. — Н. Новгород, ATM, 1996 246 с.
  13. Ю.И. Физические основы импульсного упрочнения стали и чугуна. — Киев.: Науч. Думка, 1988, 237 с.
  14. Лазерное и электроэрозионное упрочнение материалов /Под ред. П. Н. Родина. М.: Наука, 1986, — 275 с.
  15. П. А. Лазерная поверхностная обработка металлов и сплавов, — М.: Металлургия, 1986. 146 с.
  16. B.C. Упрочнение и легирование деталей машин лучом лазера. — Киев.: Техника, 1990, 190 с.
  17. Плазменное поверхностное упрочнение./Под ред. Л. И. Лещинского. — Киев.: Техника, 1990, 107 с.
  18. В.И. Электроконтактное упрочнение. Минск, Наука и техника, 1982,-256 с.
  19. А. Наплавка и напыление. М.: Машиностроение, 1985, — 239 с.
  20. М.Х. Физико-химические основы детоционно-газового напыления покрытий. М.: Наука, 1978, — 224 с.
  21. .В. Магнитное упрочнение инструмента и деталей машин. — М.: Машиностроение, 1989, 112 е.: ил. 22 см.
  22. А.А. Влияние намагничивания режущего инструмента на его износ при резании титановых сплавов. //Труды Ташкентского политехнического института. Вып. 133,1974. с. 17−19.
  23. В.М., Кацев П. П. Испытания режущего инструмента на стойкость. — М.: Машиностроение, 1985, 136 с.
  24. Ю.А. О стойкостных зависимостях сверл, подвергнутых магнитной обработке. //Труды Горьковского политехнического института. Вып. 39,1977, с. 36−39.
  25. М.Т. и др. Изучение влияния магнитного поля на стойкость быстрорежущего инструмента. //Станки и инструменты, 1981, № 6, с. 31−34.
  26. А.Д. Некоторые вопросы влияния магнитного поля на стойкостные характеристики режущего инструмента. //Труды Уфимского политехнического института. Вып. 77, 1975, с. 168−176.
  27. .В. Магнитное упрочнение ножей для гильотинных ножниц. //Вестник машиностроения, № 3, 1987, 20 с.
  28. .В. Повышение стойкости инструмента и оснастки магнитной обработкой. //Металлург, 1987, № 10, с. 46−47.
  29. Н.Г. Влияние магнитного состояния инструментального материала на процессы резания и трения металлов. //Труды Ташкентского политехнического института. Вып. 83, 1972, с. 89−92.
  30. Г. И., Молчанова Н. Г. Электрические явления при трении и резании металлов. М.: Наука, 1969. 280 с.
  31. С.Н. К вопросу об исследовании электрических явлений при трении и резании металлов. М.: Наука, 1969. 108 с.
  32. С.Н. Электрические явления при трении и резании. — Волго-Вят. кн. изд-во, 1975, 280 с.
  33. JI.K. Субструктурное упрочнение металлов и сплавов. М.: Наука, 1973.233 с.
  34. А.А. Технологические методы повышения долговечности деталей машин. Киев, Техника, 1971.
  35. Справочное руководство по гальванопокрытиям. Перев. с нем. М.: Металлургия, 1969.-418с.
  36. Гальванические покрытия в машиностроении. Под ред. В. А. Ямпольского. -Ленинград.: Машиностроение, 1981, —310с.
  37. М.Б. Хромирование и железнение. м. Машиностроение, 1982. — 215с.
  38. Покрытия и обработка поверхности для защиты от коррозии и износа: сб. статей под. ред. К. Н. Страффорда. М.: Металлургия, 1991. — 300с.
  39. Ю.М. Материаловедение. Машиностроение, 1980. — 403с. АО. Технология конструкционных материалов. — М.: Машиностроение, 1992 — 448 с.
  40. Справочник металлиста. В5-и т. Т2. Под ред. А. Г. Рахштадта. М.: Машиностроение, 1976. 720 с.
  41. А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов. — М.: Машиностроение, 1979. — 544 с.
  42. Л.Г. Финишная обработка деталей алмазным выглаживанием и вибровыглаживанием. М.: Машиностроение, 1981. — 160 с.
  43. Повышение несущей способности деталей машин алмазным выглаживанием /В.К. Яценко, Г. З. Зайцев. М.: Машиностроение, 1985. — 232 с.
  44. В.М. Механика упрочнения деталей поверхностным пластическим деформированием. М.: Машиностроение, 2002. — 300 с.
  45. А.с. СССР № 1 675 364. Способ магнитного упрочнения инструмента. /МКИ С21Д 9/24. Опубл. в Б.И. № 33, 1991.
  46. А.с. 1 271 700 СССР. Способ изготовления режущего инструмента. /МКИ В23 Р15/23. Опубл. в Б.И. № 43, 1986.
  47. А.с. 1 440 936 СССР. Способ исследования режима импульсной магнитной обработки режущего инструмента. /МКИ С21Д 1/04. Опубл. в Б.И. № 44, 1988.
  48. А.с. 12 022 774 СССР. Установка для магнитной обработки режущего инструмента. /МКИ В23 Р 15/28. Опубл. в Б.И. № 1, 1986.
  49. А.с. 1 313 619 СССР. Устройство для магнитной обработки режущего инструмента. /МКИ В23 15/28. Опубл. в Б.И. № 20, 1987.
  50. А.с. 1 315 209 СССР. Устройство для магнитной обработки режущего инструмента. /МКИ В23 15/28. Опубл. в Б.И. № 21, 1987.
  51. А.с. 1 389 978 СССР. Устройство для магнитного упрочнения режущего инструмента. /МКИ В23 15/00. Опубл. в Б.И. № 15, 1988.
  52. А.с. 1 491 639 СССР. Установка для магнитной обработки режущего инструмента. /МКИ В23 15/28. Опубл. в Б.И. № 25, 1989.
  53. А.с. 1 634 420 СССР. Устройство для магнитной обработки режущего инструмента. /МКИ В23 15/28. Опубл. в Б.И. № 10, 1991.
  54. А.с. 1 313 619 СССР. Устройство для магнитной обработки режущего инструмента. /МКИ В23 15/28. Опубл. в Б.И. № 20, 1987.
  55. М.Л., Пустовойт В. Н. Термическая обработка стальных изделий в магнитном поле.- М: Машиностроение, 1987, 256 с.
  56. .В. и др. Повышение надежности инструмента, приспособлений и деталей с помощью магнито-импульсной обработки.//Лесное хозяйство, 1987, № 7,63 с.
  57. .В. и др. Эффективность внедрения магнитной обработки инструмента и деталей машин.//Технология и организация производства, 1988, № 1, с.7−9.
  58. А.П., Пашкович В. И. Магнито-импульсная обработка металлов. — НИИМАШ. Вып. 14(108), с. 42−49.
  59. А.с. 1 435 621 СССР. Способ магнито-тепловой обработки тел вращения из труднообрабатываемых сплавов. /МКИ С21Д 1/04. Опубл. в Б.И. № 41, 1988.
  60. А.с. 1 544 815 СССР. Способ магнитной обработки деталей. /МКИ С21Д 1/04. Опубл. в Б.И. № 20, 1987.
  61. А.с. 1 544 815 СССР. Устройство для магнитной обработки деталей. /МКИ С219 1/04. Опубл. в Б.И. № 43, 1991.
  62. А.с. 1 752 783 СССР. Способ магнитной обработки зубчатых колес. /МКИ С21Д 1/04. Опубл. в Б.И. № 29, 1992.
  63. А.с. 1 520 114 СССР. Способ термомеханической магнитной обработки профилей из железо-хром-кобальтовых сплавов. /МКИ С21Д 8/12.
  64. А.с. 1 629 328 СССР. Установка для термомагнитной обработки магнито-проводов. /МКИ С21Д 1/04. Опубл. в Б.И. № 7, 1991.
  65. П.Г. Детали машин.-М.: Высшая школа, 1986, 490 с.
  66. .В. Магнитное повышение долговечности работы и коррозионной стойкости оборудования пищевой промышленности. /Пищевая промышленность, 1987, № 1, с.47−48.
  67. .В. Магнитоупрочнение деталей горного и обогатительного производства. //Уголь Украины, 1987, № 6, с.44−46.
  68. Ю.М. Магнито-абразивная и магнитная обработки изделий и режущих инструментов. JL: Машиностроение, 1977, 229с.
  69. .В. Магнитное упрочнение инструмента и деталей машин.-М.: Машиностроение, 1989.-112с.:ил.
  70. .В., Тихонов С. А. Магнитное упрочнение рессор и пружин. //Машиностроение, 1988, № 7, с.20−21.
  71. С.И. Исследование влияния постоянного магнитного поля на кинематику фазовых превращений, структуру и механические свойства конструкционных сталей: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: ЦНИИТМаш, 1970, 22 с.
  72. Влияние постоянного магнитного поля на диффузионный распад переохлажденного аустенита./В.Д. Садовский, Л. В. Смирнов и др.//Физика металлов и металловедение, 1978, Т.46, вып.2. с. 444−447.
  73. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник /Под ред. М. Л. Бернштейна.-М.: Металлургия, 1983, T. I, 352 с.
  74. В.А. и др. Объемное и напряженное состояние стали марки У8 после закалки в магнитном поле. //Автоматический контроль и управление качеством продукции в сельскохозяйственном машиностроении. Ростов-на-Дону. 1976. с.51−56.
  75. В.Н. и др. Влияние исходной структуры чугуна на объемные и структурные изменения после закалки в магнитном поле. //Интенсификация и контроль технологических параметров в сельхозстроении. Ростов-на-Дону. РИСХМ, 1977. с. 29−33.
  76. Д.Н. и др. О природе повышения износостойкости деталей и инструмента магнитной обработкой. //Трение и износ, 1982, № 2. с. 496−498.
  77. Г. С., Полетаев В. А. Упрочнение поверхностей деталей электронасосов комбинированным способом. //Прогрессивные технологии в Машино- и приборостроении. Сб. статей. Нижний Новгород — Арзамас: НГТУ — АФНГТУ. 203 е., с. 121−124.
  78. и.В., Добычин М. Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. -М.: Машиностроение., 1977, 525с.
  79. И.В. Трение и износ., М.: Машиностроение, 1968. 480 с.
  80. КВ., Михин Н. М. Узлы трения машин. М.: Машиностроение, 1984.
  81. Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1985. — 424 с. И. В. Крагельского. — М.: Машиностроение, 1968. — 403 с.
  82. СамокГ.С., Полетаев В. А. Повышение долговечности деталей электронасосов путем нанесения специальных покрытий.// Физика, химия и механика три-босистем. Сб. трудов, вып.З. Иваново: ИвГУ. 2004, с. 120−122.
  83. Г. С., Полетаев В. А. Упрочнение деталей электронасосов путем нанесения покрытий на основе хрома и ультраалмазов. //Современная электротехнология в промышленности центра России. Сб. трудов. Тула, ТулГУ, 2003, с. 156−158.
  84. M.JI. Структура деформированных металлов. М.: Металлургия, 1977.-430 с.
  85. Ю.М. Материаловедение. М.: Машиностроение, 1990. — 528 с.
  86. Металлография железа. Том 1 ./Структура сталей (с атласом металлографии (с атласом микрофотографий)/: Перев. с англ. М.: Металлургия, 1972. — с.240.
  87. Металлография железа. Том 2 /Структура сталей (с атласом микрофотографий)/: Перев. с англ. М.: Металлургия, 1972. — с. 284.
  88. В.А., Самок Г. С. Повышение долговечности деталей электронасосов комбинированными способами. /Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов. Материалы межд. конф. Воронеж: ВГТУ, 2005, с.
  89. Г. С., Полетаев В. А. Применение ультраалмазов в гальванических покрытиях на основе хрома для повышения износостойкости деталей. //Состояние и перспективы развития электротехнологии. Тезисы межд. конф. Иваново: ИГЭУ, 2003, — с. 129.
  90. Г. С., Полетаев В. А. Упрочнение деталей электронасосов комбинированными способами. //Повышение эффективности функционирования механических и энергетических систем. Материалы межд. конф. Саранск: МГУ, 2003, с. 42−45.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?