Технологические методы повышения надежности.

В технологическую систему входят оборудование, оснастка, заготовки, детали, изделия, средства контроля и испытаний, конструкторская и технологическая документация, операторы, контролеры и т. д.

Технологические методы обеспечения надежности определяются прежде всего надежностью самой технологической системы. Цель таких методов – достижение показателей и параметров, заданных конструкторами при проектировании деталей, агрегатов и машин.

К основным технологическим методам относятся следующие.

1. Обеспечение крайне важной точности изготовления деталей. С повышением точности изготовления деталей появляется возможность уменьшить начальные зазоры в подвижных соединениях и более жестко регламентировать натяги в неподвижных соединениях, что значительно повышает долговечность таких соединений и машины в целом.

При смещении осей цилиндров двигателя от 0,25 до 0,65 мм интенсивность изнашивания шатунных шеек коленчатого вала возрастает на 90 %, поршневых пальцев – на 54 %, верхней втулки шатуна – в 2 раза, бобышек поршня – на 73 %, шатунных вкладышей – на 60%.

2. Обеспечение оптимального качества рабочих поверхностей. На качество поверхности влияют изнашивание, коррозия, цилиндрическая и динамическая прочность деталей машин. От исходной шероховатости рабочих поверхностей зависит качество посадки как с зазором, так и с натягом. При значительной шероховатости срезаются микровыступы в процессе запрессовки и ослабевает неподвижная посадка. Повышенная шероховатость также противопоказана для приработки подвижных соединений, так как уменьшается площадь фактического контакта͵ повышается давление, нарушается режим жидкостной смазки и возникает опасность задиров.

При этом и чрезмерно гладкая поверхность не всегда нужна, так как на ней не удерживается масляная пленка. По этой причине для большинства деталей установлены оптимальные шероховатости поверхности трения, к примеру, у двигателей типа ЗМЗ: зеркало цилиндра – 0,16...0,40 мкм, поршневой палец – 0,08...0,16, бобышка поршня – 0,20...0,40 мкм и т. д.

3. Повышение износостойкости, статической и циклической прочности деталей термической обработкой. При закалке с нагревом ТВЧ повышается усталостная прочность деталей из стали 45 в 2 раза. Все более широкое распространение находит обработка рабочих поверхностей деталей лучом лазера. Обработанные таким образом рабочие поверхности кулачков распределительного вала, гильз цилиндров, шеек валов отличаются повышенной прочностью и износостойкостью. При этом не наблюдается коробление деталей.

4. Упрочнение деталей химико-термической обработкой. Наибольшее распространение для упрочнения деталей сельскохозяйственной техники получили азотирование, цементация, нитроцементация и цианирование. У деталей, упрочненных азотированием, износостойкость в 1,5...4,0 раза выше, чем у деталей, подвергаемых цементации, повышенные коррозионная стойкость и выносливость при цикличных нагрузках.

5. Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием. При поверхностном пластическом деформировании повышается усталостная прочность деталей, работающих при циклических нагрузках, в 1,5...2,0 раза, увеличивается твердость рабочих поверхностей и сопротивляемость их изнашиванию и коррозии, снижается шероховатость поверхности.

Рабочие поверхности втулок верхних головок шатунов, гильз цилиндров, отверстий в корпусах задних мостов и коробок передач обрабатывают раскатками и дорнованием. Коленчатые валы двигателей и поворотные цапфы обкатывают шариками и роликами. Пружины, рессоры, зубчатые колеса и шатуны подвергают дробеструйной обработке.

6. Нанесение на рабочие поверхности деталей машин износостойких покрытий. При пористом хромировании поршневых колец ресурс колец и гильз цилиндров увеличивается более чем в 2 раза, при хромировании стержней клапанов ресурс пары втулка–клапан повышается в 1,5...1,8 раза. После наплавки на тарелку клапана сплава ЭП-616А ресурс клапана увеличивается в 4...10 раз. Благодаря индукционной наплавке рабочих органов сельскохозяйственных машин (лемехов, лап культиваторов) твердыми сплавами ресурс этих деталей повышается в 2...3 раза.

7. Другие методы повышения долговечности деталей: термомеханическое упрочнение; применение кованых заготовок и профилей; изготовление зубчатых колес и шлицевых валов методом обкатывания; установка втулок, колец и вставок из износостойких материалов; проведение искусственного старения чугунных деталей (блоки цилиндров, головки цилиндров, корпуса задних мостов и коробок передач); статическая и динамическая балансировка деталей и сборочных единиц; повышение точности сборки и качества окраски агрегатов и машин в целом; контроль качества.