Расчет:

Деталь –гильза цилиндра в сборе двигателя автомобиля ЗИЛ 431410, материал-сталь 45 ГОСТ-1050-60

Твердость рабочей поверхности по чертежу НВ 196, не менее

Основные дефекты детали и их коэффициенты повторяемости:

- износ или задир гильзы, K₂ = 0,98;

- износ верхнего посадочного пояска, K₃= 0,68;

- износ нижних посадочных поясков, K₄= 0,75;

Определить коэффициенты повторяемости сочетаний дефектов изношенного вала.

При трех дефектах у детали могут встречаться следующие их сочетания:

- одновременно все три дефекта – Х_2,3,4;

- только второй и третий дефекты - Х_2,3;

- только второй и четвёртый дефекты – Х_2,4;

- только третий и четвёртый дефекты – Х_3,4;

- только второй дефект – Х₂;

- только третий дефект – Х₃;

- только четвёртый дефект – Х₄;

- не имеющие ни одного дефекта – Х₀.

Коэффициенты повторяемости сочетаний дефектов:

Р(Х_2,3,4 )= K₂ хК₃хK₄=0,5;

Р(Х_2,3 )= K₂хK₃ х (1-K₄)=0,17;

Р(Х_2,4 )= K₂хK₄ х (1-K₃)=0,23;

Р(Х_3,4 )= K₃хK₄ х (1-K₂)=0,01;

Р(Х₂ )= K₂ х (1-K₃ ) х (1-K₄)=0,078;

Р(Х₃ )= K₃х (1-K₂ ) х (1-K₄)=0,003;

Р(Х₄ )= K₄ х (1-K₂ ) х (1-K₃)=0,005;

Р(Х₀ )= (1-K₂) х (1-K₃ ) х (1-K₄)=0,002;

2. Обоснование способов восстановления изношенных поверхностей

Известно, что изношенные поверхности деталей могут быть восстановлены, как правило, несколькими способами. Для обеспечения наилучших экономических показателей в каждом конкретном случае необходимо выбрать наиболее рациональный способ восстановления.

Выбор рационального способа восстановления зависит от конструктивно-технологических особенностей деталей (формы и размера, материала и термообработки, поверхностной твердости и шероховатости), от условий ее работы (характера нагрузки, рода и вида трения) и величины износа, а также от стоимости восстановления.

Для учета всех этих факторов рекомендуется последовательно пользоваться тремя критериями:

- технологическим критерием или критерием применимости;

- критерием долговечности;

-технико-экономическим критерием (отношением себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности).

Технологический критерий (критерий применимости) учитывает, с одной стороны, особенности подлежащих восстановлению поверхностей деталей, а с другой - технологические возможности соответствующих способов восстановления.

Принципиальная возможность применения десяти, наиболее распространенных методов восстановления, приведена в таблице 1.

Расшифровка способов восстановления: НУГ - наплавка в среде углекислого газа; ВДН - вибродуговая наплавка; НСФ - наплавка под слоем флюса; ДМ - дуговая металлизация; ГН - газопламенное напыление; X - хромирование электролитическое; Ж - железнение электролитическое; КП - электроконтактная наварка металлического слоя; PН - ручная наплавка; ЭМО - электромеханическая обработка.

На основании технологических характеристик способов восстановления устанавливаются возможные способы восстановления различных поверхностей детали по технологическому критерию. Так, для приведенного выше примера предварительно устанавливаем, что дефекты оси опорного катка могут быть устранены следующими способами:

дефект 2 –вибродуговая наплавка, железнениеи электролитическое, электроконтактная наварка металлического слоя , пластическое деформирование, обработка под ремонтный размер;

дефект 3 –вибродуговая наплавка, дуговая металлизация, газопламенное напыление, электроконтактная наварка металлического слоя;

дефект 4 - вибродуговая наплавка, дуговая металлизация, газопламенное напыление, электроконтактная наварка металлического слоя.

Для дальнейшего сокращения количества возможных способов восстановления пользуются критерием долговечности, в соответствии с которым отбирают для последующего анализа только те из них, которые обеспечивают межремонтный ресурс восстановленной поверхности детали не ниже минимально допустимого.

Таблица 1	Технологические характеристики способов восстановления изношенных поверхностей	Условные обозначения способов восстановления	РН	все ма­териалы	наружные и внутренние цилиндриче­ские, пло­ские	10	40	1,0	6,0
			ЭМО	сталь	наруж­ные ци­линдриче­ские	30	-	0,05	0,12
			КП	все ма­териалы	наружные и внутренние цилиндрические	10	60	0,1	1,5
			Ж	сталь, се­рый чугун		12	40	0,1	1,5
			X	сталь		5	40	0,05	0,3
			ГН	все ма­териалы	наружные цилиндрические, плоские	30	-	0,3	1,5
			ДМ	все ма­териалы		30	-	0,3	8,0
			НСФ	сталь		50	-	1,5	5,0
			ВДН	сталь, ковкий и серый чугун		10	-	0,3	3,0
			НУГ	сталь		10	-	0,3	3,5
		Наименование характеристик		Виды металлов и сплавов, по отноше­нию к которым при­меним способ	Виды поверхностей, по отношению к ко­торым применим данный способ	Минимальный на­ружный диаметр поверхности, мм	Минимальный внут­ренний диаметр по­верхности, мм	Минимальная тол­щина наносимого по­крытия, мм	Максимальная тол­щина наносимого по­крытия, мм

При выборе рационального метода восстановления по критерию долговечности обычно пользуются коэффициентом долговечности К_Д,который определяется из выражения:

(9)

где - ресурс восстановленной поверхности детали; - ресурс одноименной поверхности новой детали.

В общем случае коэффициент долговечности является функцией трех переменных:

K_Д =f(K_ИК_ВК_СЦ), (10)

где K_И- коэффициент износостойкости; К_В - коэффициент выносливости; К_СЦ - коэффициент сцепляемости.

Численные значения коэффициентов-аргументов определяются на основании стендовых и эксплуатационных испытаний новых и восстановленных деталей. Коэффициент долговечности К_Дчисленно принимается равным значению того коэффициента, который имеет наименьшую величину.

При выборе способов восстановления применительно к деталям, не испытывающим в процессе работы значительных динамических и знакопеременных нагрузок, численное значение коэффициента долговечности определяется только численным значением коэффициента износостойкости.

В таблице 2 приведены примерные значения коэффициентов износостойкости, выносливости и сцепляемости, определенные по результатам исследований для наиболее распространенных методов восстановления.

Из числа способов, отобранных по технологическому критерию, к дальнейшему анализу принимаются те, которые обеспечивают коэффициент долговечности восстановленных поверхностей не менее 0,8.

Если установлено, что требуемому значению коэффициента долговечности для данной поверхности детали удовлетворяют два или несколько способов восстановления, выбор оптимального из них проводится по технико-экономическому критерию, численно равному отношению себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности для этих способов. Окончательному выбору подлежит тот способ, который обеспечивает минимальное значение этого отношения:

(11)

где - коэффициент долговечности восстановленной поверхности; - себестоимость восстановления соответствующей поверхности, р.

Т а б л и ц а 2.