Підвищення довговічності агрегатів паливних систем МЕЗ відновленням прецизійних деталей гальвано-хімічними покриттями

Abstract

Сучасний розвиток агропромислового комплексу України значною мірою залежить від технічного стану машинно-енергетичних засобів, які забезпечують виконання основних технологічних процесів у сільськогосподарському виробництві. Ефективність використання сільськогосподарської техніки визначається рівнем її надійності та експлуатаційної ефективності. Водночас умови роботи машин у сільському господарстві характеризуються підвищеною запиленістю, значними динамічними навантаженнями, впливом агресивного середовища та нерівномірністю режимів експлуатації, що призводить до інтенсивного зношування деталей і передчасного виходу агрегатів з ладу. Одними з найбільш навантажених і відповідальних вузлів машинно-енергетичних засобів є агрегати паливних систем, технічний стан яких безпосередньо впливає на економічність роботи двигуна, стабільність його потужнісних показників та паливну ефективність. Особливе значення у забезпеченні працездатності паливної апаратури мають прецизійні деталі паливних насосів високого тиску, зокрема плунжерні пари. Саме вони працюють в умовах високих контактних навантажень, недостатнього мащення та постійного тертя, що спричиняє інтенсивне зношування робочих поверхонь. Зношування плунжерних пар призводить до порушення герметичності спряжень, зниження циклової подачі палива, погіршення пускових характеристик двигуна та зменшення ресурсу паливної апаратури в цілому. Тому проблема підвищення довговічності агрегатів паливних систем шляхом відновлення їх прецизійних деталей є актуальним науково-практичним завданням. Одним із перспективних напрямів підвищення ресурсу прецизійних деталей є застосування гальвано-хімічних покриттів, модифікованих нанорозмірними компонентами. Використання нанокомпозиційних електролітичних покриттів дозволяє формувати зміцнений поверхневий шар із підвищеними показниками мікротвердості, зносостійкості та корозійної стійкості. На відміну від традиційних способів відновлення, нанокомпозиційні покриття забезпечують більш щільну структуру поверхні, покращення триботехнічних характеристик та збільшення міжремонтного ресурсу деталей. Разом із тим питання впливу нанорозмірних частинок на властивості покриттів і довговічність відновлених деталей паливної апаратури залишаються недостатньо дослідженими, що обумовлює необхідність проведення подальших наукових досліджень у цьому напрямі. Актуальність теми. Актуальність теми магістерської кваліфікаційної роботи обумовлена необхідністю підвищення надійності та довговічності агрегатів паливних систем МЕЗ шляхом удосконалення технологій відновлення прецизійних деталей. Значна частка відмов паливної апаратури пов’язана зі зношуванням плунжерних пар паливних насосів високого тиску, ресурс яких визначає працездатність усієї системи живлення дизельного двигуна. Існуючі способи відновлення не завжди забезпечують необхідні експлуатаційні характеристики та ресурс деталей після ремонту. У зв’язку з цим застосування нанокомпозиційних гальвано-хімічних покриттів є перспективним напрямом підвищення зносостійкості та довговічності прецизійних спряжень паливної апаратури. Розроблення та впровадження нових технологій відновлення плунжерних пар із використанням нанокомпозиційного електролітичного хромування має важливе наукове та практичне значення для ремонтного виробництва і технічного сервісу сільськогосподарської техніки. Мета роботи. Метою магістерської кваліфікаційної роботи є підвищення довговічності агрегатів паливних систем мобільних енергетичних засобів шляхом розроблення та застосування технології відновлення прецизійних деталей нанокомпозиційними гальвано-хімічними покриттями на основі хрому. Об’єкт дослідження. Об’єктом дослідження є прецизійні деталі агрегатів паливних систем мобільних енергетичних засобів та технологічні способи їх відновлення. Предмет дослідження. Предметом дослідження є фізико-механічні, триботехнічні та експлуатаційні властивості нанокомпозиційних гальвано- хімічних покриттів на основі хрому при відновленні плунжерних пар паливних насосів високого тиску. Задачі дослідження. 1. Провести аналіз причин зниження довговічності агрегатів паливних систем мобільних енергетичних засобів та визначити основні ресурсоутворюючі спряження паливної апаратури. 2. Виконати аналіз існуючих способів відновлення прецизійних деталей паливних насосів високого тиску та обґрунтувати доцільність застосування нанокомпозиційних гальвано-хімічних покриттів. 3. Обґрунтувати склад нанокомпозиційного електролітичного покриття на основі хрому та визначити оптимальні режими його нанесення на робочі поверхні плунжерних пар. 4. Дослідити вплив нанорозмірних частинок на структуру, мікротвердість, зносостійкість і корозійну стійкість гальвано-хімічних покриттів. 5. Провести стендові та експлуатаційні випробування паливних насосів високого тиску з плунжерними парами, відновленими нанокомпозиційним електролітичним хромуванням. 6. Виконати прогнозування залишкового ресурсу паливних насосів високого тиску після відновлення прецизійних деталей та оцінити ефективність запропонованої технології. 7. Розробити технологічний процес відновлення плунжерних пар паливних насосів високого тиску із застосуванням нанокомпозиційного електролітичного хромування та визначити перспективи його практичного впровадження.