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.