Підвищення працездатності автотракторної техніки за рахунок удосконалення технології зміцнення деталей трансмісії

Abstract

У кваліфікаційній роботі досліджено теоретичні та прикладні аспекти підвищення надійності деталей трансмісії автотракторної техніки на основі сучасних методів поверхневого зміцнення. Представлено аналіз статистики відмов агрегатів машинно-тракторного парку, визначено критичні вузли та основні види руйнувань – контактну втому, абразивний знос, викришування та тріщиноутворення зубчастих передач і валів. Особливу увагу приділено проблемі недостатньої стійкості поверхневих шарів до змінних навантажень, що є однією з основних причин передчасного виходу з ладу трансмісійних вузлів у сільськогосподарських машин. Проведено комплексне дослідження сучасних технологій зміцнення, зокрема цементації, азотування, індукційного гартування та лазерної обробки. Показано їхні переваги, недоліки та обмеження у застосуванні для високо навантажених деталей. На основі порівняльного аналізу обґрунтовано доцільність використання високошвидкісного лазерного наплавлення порошками Ni60A як перспективної технології для відновлення та підвищення ресурсу деталей трансмісії. У практичній частині виконано експериментальне дослідження процесу лазерного наплавлення на сталі 45 із використанням коаксіальної подачі порошку. Досліджено мікроструктуру покриттів, виявлено основні дефекти, встановлено вплив потужності, швидкості сканування та подачі порошку на формування зони розплаву. Проведено вимірювання мікротвердості та трибологічні випробування покриттів Ni60A. Показано, що твердість покриття зростає до 341 HV, що більш ніж удвічі перевищує показник базового матеріалу. Зносостійкість підвищується у 3,6 раза порівняно зі сталлю 45, а втрати маси знижуються до 0,21 мг проти 0,8 мг у контрольного зразка. Розроблено рекомендації щодо оптимальних параметрів процесу наплавлення, які забезпечують мінімальну кількість дефектів, рівномірну мікроструктуру та найвищі механічні характеристики покриття. Обґрунтовано можливість промислового застосування технології лазерного наплавлення для підвищення ресурсу та ремонтного відновлення деталей трансмісії тракторів і самохідних сільськогосподарських машин. Результати роботи можуть бути використані сервісними підприємствами, машинобудівними компаніями, ремонтними центрами аграрного сектору для впровадження інноваційних технологій зміцнення та продовження терміну служби складних агрегатів.