Підвищення довговічності насосних агрегатів, задіяних в системах зрошення комбінованими екологічно безпечними технологічними методами

Abstract

В статті проведений аналіз сучасному стану меліоративного землеробства. З метою підвищення надійності і довговічності насосних агрегатів (НА), задіяних в системах зрошення, удосконалена технологія виготовлення і ремонту поверхневих шарів шийок валів роторів відцентрових насосів (ВН) під підшипники ковзання (ПК), та посадкові поверхні деталей що збираються з натягом, шляхом використання екологічно та техногенно безпечних технологій електроіскрового легування (ЕІЛ), поверхневого пластичного деформування (ППД) і нанесення метало-пластичних матеріалів (МПМ). При цьому: а) розроблений і апробований новий спосіб цементації їх поверхонь методом ЕІЛ при якому покращуються параметри якості поверхневого шару; б) розроблений і апробований новий спосіб формування методом ЕІЛ сульфомолібденових покриттів, в поверхневому шарі яких знаходиться до 5 % дисульфіду молібдену. Розроблений новий спосіб формування методом ЕІЛ на посадкових шийках валів роторів ВН зносостійких покрить складу Al-C-B, при якому з підвищенням енергії розряду (Wр) збільшується мікротвердість як «білого» шару, так і дифузійної зони: при Wр = 0,13 Дж – Нμ = 6487 МПа, а при Wр = 4,9 Дж – 12350 МПа. Для удосконалення технології відновлення поверхневого шару валу запропонований новий спосіб, що включає операцію цементації методом ЕІЛ, яка супроводжується подачею в зону легування азоту, що є процесом нітроцементації при якому підвищується мікротвердість з 10500 до 10600 МПа і глибина зони підвищенної твердості з 120 до 150 мкм, а також і зменшується шорсткість поверхні Ra, з 0,7 до 0,6 мкм. Запропоновано фізично обґрунтовану математичну модель процесу зносу (рівняння зносу), що дозволяє по роботі тертя визначати лінійний та ваговий знос поверхні бабітового покриття, сформованого будь яким методом, а також вирішувати зворотну задачу - дозволяє знайти величину роботи тертя, необхідну для здійснення зносу певної кількості речовини або необхідного лінійного зносу. Для різних матеріалів пар тертя (бабітовий вкладиш – шийка ПК) розроблено методику визначення констант рівняння зносу: найбільшого вагового та лінійного зносу, а також енергію активації процесу зношування, які можуть бути критеріями вибору найбільш раціональної технології підвищення довговічності ПК. Для покращення технології обслуговування і ремонту обладнання, що використовують в системах зрошення, розроблена нова технологія відновлення бабітових покриттів, яка може бути використана для упорних та опорних ПК. Удосконалена технологія захисту деталей їх пружних муфт від фреттинг-корозії. При цьому для зменшення до 50% зносу поверхонь гнучких елементів за новим способом застосовують металомастильні матеріали у вигляді парафіну з добавками з міді, дисульфіду молібдену і графіту; для захисту кріпильних деталей муфт, запропонований новий спосіб, епіламування, що дозволяє знизити коефіцієнт тертя в 2–3 рази. Розроблені і впроваджені у виробництво технологічні рекомендації виготовлення й ремонту деталей НА економічними, енергоощадними і екологічно й техногенно безпечними технологіями, захищеними 10 патентами України із загальним економічним ефектом 856 тис. грн.