В Казани научились чинить коленный вал так, чтобы он был на 30% лучше нового
Казанские ученые разработали технологию восстановления изношенного коленного вала для сельхозтехники. Причем твердость и износостойкость детали после починки становится на 25–30% выше исходных значений, рассказали "Газете.Ru" в Казанском государственном аграрном университете. Коленчатые валы — одни из наиболее нагруженных и дорогих элементов тракторных двигателей. По статистике, около 30–40% отказов двигателей в сельскохозяйственной технике связаны именно с повреждениями этих деталей: износом шеек, усталостными разрушениями, абразивным и окислительным воздействием в процессе эксплуатации. При этом закупка новых валов требует значительных затрат и нередко приводит к длительным простоям машин в разгар полевых работ.
По словам ученых, чаще всего изнашиваются коренные и шатунные шейки, именно там происходит трение с другими деталями. "Коленчатый вал — дорогостоящая деталь, замена которой для сельхозпредприятия означает серьезные расходы и простой техники. Наша технология позволяет восстановить изношенную поверхность до характеристик, сопоставимых с новой деталью, при значительно меньших затратах. Это особенно важно в условиях, когда каждый день простоя машины в посевную или уборочную — прямые потери для хозяйства", — отметил врио заведующего кафедрой эксплуатации и ремонта машин Казанского ГАУ Ильдус Гималтдинов. Ученые разработали и испытали технологию восстановления изношенных коленчатых валов автотракторных двигателей методом электролитического проточного осталивания. Новый подход позволяет вернуть детали в эксплуатацию вместо их дорогостоящей замены.
Особенность разработки заключается в создании местной ванны, в которой происходит процесс восстановления только изношенной части. Это позволяет экономить электролит, не нужно погружать деталь целиком в ванну, и изолировать места не подлежащие восстановлению, как это делается при стандартном осталивании. Кроме того применение местной ванны позволяет ускорить процесс восстановления за счет применения более высокой катодной плотности тока, и постоянного обновления электролита.
Ученые собрали лабораторную установку с замкнутой системой подачи раствора, управляемым источником тока и герметичным корпусом, который позволяет воздействовать точечно — только на поврежденный участок детали, не затрагивая остальную поверхность. По результатам 17 опытов исследователи построили математические модели, описывающие зависимость характеристик покрытия от режимов обработки. Оптимальные условия процесса — температура электролита 60–70°C, сила тока 15–20 А и скорость подачи раствора 55 мл/с — обеспечили скорость осаждения металла свыше 1200 мкм/ч, что в 1,8 раза превышает показатели базовых режимов. Твердость восстановленного покрытия достигла 59 HRC, износостойкость — 0,021 (Н·м)/мм³, что на 25–30% выше исходных значений. Авторы рекомендуют технологию к внедрению в ремонтных подразделениях агропредприятий. По их оценке, метод позволит существенно сократить затраты на техническое обслуживание парка машин и снизить зависимость хозяйств от поставок дорогостоящих запасных частей.