В.П. Лялякин, зам.директора,
д-р техн. наук, профессор
ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии
valpal-1938@mail.ru

Аннотация

В статье приводятся результаты исследования ученых бывшего института Всесоюзного научно-исследовательского технологического института упрочнения и восстановления деталей, который в 1979 г . выделился в самостоятельное подразделение, а в 2003 г . опять вошел в структуру ГОСНИТИ.

Ключевые слова

Восстановление, наплавка, напыление, ресурс, долговечность, износ, износостойкость.

Одним из важных направлений в деятельности ГОСНИТИ является восстановление и упрочнение деталей машин.

         За свою 60-летнюю историю ученые ГОСНИТИ многое сделали для развития этого направления. Но хотелось бы сказать о деятельности созданного в 1979 году Всесоюзного научно-производственного объединения по восстановлению изношенных деталей автомобилей, тракторов и сельскохозяйственных машин – ВНПО «Ремдеталь», которое отделилось от ГОСНИТИ и на протяжении 24 лет работало самостоятельно, а в 2003 году опять вошло в структуру ГОСНИТИ.

         Главной задачей ученых созданного ВНПО «Ремдеталь» было: разработка научных основ создания перспективной системы развития производств по восстановлению деталей, разработка и внедрение поточно-механизированных, роботизированных линий восстановления деталей, разработка и внедрение технологических процессов и нормативно-технической документации для восстановления деталей в условиях массового производства.

         За время деятельности более чем 6-тысячного коллектива учены института, конструкторы филиалов, работники опытных заводов разработали и внедрили 40 поточно-механизированных линий восстановления деталей, более 1,5 тысячи новых технологических процессов, 320 единиц опытных образцов, 44 РТМ, 7 ОСТов и ГОСТов.

         Благодаря эффективной помощи ремонтным предприятиям по внедрению новых технологических процессов и оборудования, росли объемы восстановления деталей по стране. К 1986 году удельный вес восстановленных деталей составил 19,0%, который был лучшим за все годы, включая годы после развала Союза.

         Наиболее эффективным и значимым для ремонтного производства следует считать электроконтактный метод восстановления деталей приваркой стальной ленты, проволоки и порошковых твердых сплавов (Поляченко А.В., Михайлов В.П., Бойченко А.Э., Персов Э.Д., Рогинский Л.С.).

         Для восстановления деталей контактной приваркой было создано восемь типов унифицированных установок, предназначенных для восстановления деталей типа «вал», внутренних поверхностей отверстий корпусных деталей, коренных опор блоков двигателей, гильз цилиндров, шатунов, резьбовых участков валов и других деталей.

         В Бронницкой райсельхозтехнике контактной приваркой тогда восстанавливали 12 наименований валов тракторов «Беларусь», на Ставропольском ремонтном заводе – более 15 наименований деталей двигателей СМД-14, СМД-60. На Тайнчинском мотороремонтном заводе этим способом восстанавливали клапанные гнезда головок цилиндров, отверстий коробок комбайнов, на Коркинском авторемонтном заводе – коленчатые валы, в Красногородской райсельхозтехнике – клапаны.

         За данную разработку и широкое внедрение в ремонтное производство коллектив сотрудников ВНПО «Ремдеталь» получил Премию Совета Министров СССР.

         Были разработаны и переданы для серийного изготовления Липовецкому опытному заводу ВНПО «Ремдеталь» комплекты оборудования универсального поста и поста 01.05-148 «Ремдеталь», предназначенных для газопламенного напыления и наплавки изношенных деталей порошковыми материалами (Силуянов В.П., Пименов Г.П., Петряков Б.И., Хасанов Р.Ш.). Универсальный пост оснащен установкой 011-1-01 «Ремдеталь» для напыления деталей типа «вал», аппаратами газопламенного напыления, камерой струйной обработки, газораспределительным щитом  другим оборудованием. Пост 01.05-148 «Ремдеталь» предназначен для восстановления деталей ручной газопламенной наплавкой. Его особенностью является использование в качестве рабочего газа недефицитного пропана. Газопламенные посты внедрены на Коркинском авторемонтном и Кичигинском ремонтном заводах Челябинской области.

         За разработку и широкое внедрение комплектов оборудования для ресурсосберегающих технологий восстановления и упрочнения деталей газопламенной наплавкой коллектив автором ВНПО «Ремдеталь» получил Премию Совета Министров СССР.

         Были разработаны и внедрены на Уштобинском  РМЗ технологический процесс термопластической раздачи поршневых пальцев (Шор Б.И., Дмитриева Л.И.); в Самарской СРХТ Ростовской области технология восстановления дисков трения тракторов К-700 методом нанесения порошковых материалов (Цукров Е.А., Слинко Д.Б.); в Ждановской РСХТ внедрена линия по восстановлению обойм шестеренчатых насосов методом дуговой наплавки порошковым электродом (Королев А.И., Зусин В.Я.). Были разработаны и внедрены на Сайрамском, Митрофановском АРЗ, Егорьевской РСХТ и Луговском РМЗ технологии и оборудование для восстановления коленчатых валов двигателей ЗМЗ-53 и ЗИЛ-130 (Любимов Е.А.,  Денисов В.А.).

         За разработку и широкое внедрение в производство технологии и оборудования для термопластической раздачи поршневых пальцев коллектив ВНПО «Ремдеталь» получил третью по счету в своей истории Премию Совета Министров СССР.

         Активную работу по внедрению технологий вели филиалы ЦОКТБ и институт ВНИИВИД ВНПО «Ремдеталь».

         Так, для механизации процессов нанесения гальванопокрытий Донецким филиалом ЦОКПТБ ВНПО «Ремдеталь» были разработаны и направлены для серийного изготовления универсальный комплект гальванического оборудования ОГ-10578; установка ОГ-10565, работающая на постоянном асимметричном токе переменной полярности; установка ОГ-10577 для восстановления деталей в проточном электролите; а также другое оборудование и оснастка для восстановления деталей широкой номенклатуры. Технологические процессы восстановления деталей нанесением гальванопокрытий внедрены на Дзержинском опытном заводе «Ремдеталь», Уштобинском ремонтно-механическом заводе, Рязанском и Волоколамском авторемонтных заводах (Соловьев В.П., Маслов В.А.).

         Во ВНИИВИДе ВНПО «Ремдеталь» разработан способ восстановления звездочек, заключающийся в использовании запаса металла их дисков для компенсации износа зубчатых венцов путем перераспределения штамповкой с последующей накаткой зубьев. Этим способом можно восстанавливать все изношенные поверхности звездочек (Деревец И.С., Молодык Н.В., Кушлянский В.Л.).

         Благодаря улучшенной структуре металла и более высокой твердости восстановленных звездочек их износостойкость в 1,5 раза выше, чем новых, а себестоимость составляет 60% средней оптовой цены. Способ был внедрен на Чигиринской и Матвеев-Курганской райсельхозтехниках: на Заиртышском ремонтно-механическом заводе пущена поточно-механизированная линий с программой 100 тыс. звездочек в год.

         Этим же институтом разработана и внедрена в Николаевской райсельхозтехнике Николаевской области автоматизированная линия восстановления лемехов плугов (Бочаров А.П.).

         Важным направлением в деятельности объединения была разработка средств автоматизации и роботизации процессов восстановления и механической обработки деталей (Нефедов Б.Б., Бобоюдо Л.М., Радюк Л.И., Иванов Ю.). Была разработана комплексная система по оснащению ремонтных предприятий средствами автоматизации, роботизации и станками с ЧПУ. Были созданы первые робототехнические комплексы для восстановления шипов крестовых карданов, поршневых пальцев, заточки лемехов после наплавки.

         ВНПО «Ремдеталь» всегда имело тесные контакты с учеными РАН, используя при этом их фундаментальные исследования.

         Среди них, в первую очередь, необходимо выделить создание электролизеров различной производительности (от 600 л/мин до 1500 л/мин). Была решена задача разложения воды на водород и кислород и безопасное сжигание этой смеси в горелке для выполнения сварочных работ (Каракозов Э.С., Латыпов Р.А.).

         Начало развиваться микродуговое оксидирование алюминиевых сплавов. Были разработаны и изготовлены установки и источники тока, внедрены участки по микродуговому оксидированию. Эта технология была использована при упрочнении поршня, деталей насоса НШ. Метод позволяет на небольшой глубине получить керамический слой, обладающий высокой износостойкостью (Литовченко Н.Н., Чавдаров А.В.).

         Продолжались работы по детонационно-газовому методу напыления порошковых материалов с использованием пережатой волны. Впервые начаты работы по применению самораспространяющегося высокотемпературного синтеза для восстановления деталей (Соловьев Б.М., Логинов Г.И., Раджабов Р.К.).

         В этот период особенно эффективно велись работы, начатые еще на стадии образования нашего института, с ИЭС им. Е.О. Патона по созданию оборудования для восстановления деталей, основанного на блочно-модульном принципе. В короткий срок было создано оборудование, на котором можно реализовать 11 различных технологических процессов нанесения материалов на изношенные детали (Ширяев А.А., Степанов А.Г., Русакевич А.Е., Батонджанян И.С.).

         В 1991 году после распада Союза распалось большее ВНПО «Ремдеталь». Наш институт вошел в состав Российской академии сельскохозяйственных наук и был переименован во Всероссийский научно-исследовательский институт технологии упрочнения, восстановления и изготовления деталей (ВНИИТУВИД «Ремдеталь»).

         Работая в структуре Россельхозакадемии, выполняя программу фундаментальных и прикладных исследований, ученые института выполнили ряд важных работ:

         - разработаны коэффициенты восстановления годности и выбраковки 500 наименований деталей при ремонте автотракторных двигателей на предприятиях Российской Федерации, реализация которых позволила снизить дефицит запасных частей, сэкономить за счет прироста объемов восстановления более 10 тысяч тонн металла (Шипков И.В., Астахов П.А.);

         - выполнены теоретические и расчетно-экспериментальные оценки остаточной долговечности 26 типов коленчатых валов автотракторных двигателей. Результаты этих исследований позволили дать рекомендации ремонтным предприятиям увеличить ремонтные размеры и, следовательно, сократить в 5 раз потребность в их восстановлении различными металлопокрытиями. А также предложены новые способы восстановления коленчатых валов, которые снижают вероятность разрушения валов на 30-35% и повышают ресурс двигателей более чем на 500-600 мото-часов. Данная работа оценена двумя золотыми медалями ВВЦ РФ и третьей премией отделения механизации Россельхозакадемии (Бурумкулов Ф.Х., Лельчук Л.М., Степанов А.Г.);

         - проведены исследования тепловых процессов плазменно-порошковой наплавки с разработкой расчетного метода проектирования технологического процесса, методика расчета режимов наплавки, позволяющая обеспечить нанесение покрытий с высоким термическим КПД (от 0,3 до 0,4) с однородным проплавлением структур металла, не нарушающих физико-механических свойств (Нефедов Б.Б., Фузеева М.Ю.);

         - разработана универсальная полуавтоматическая установка для восстановления фасок газораспределительных клапанов всех типов двигателей, отличительной особенностью которой является высокая производительность и экономичность процесса нанесения наплавленного слоя на наклонную поверхность фаски клапанов. Созданная полуавтоматическая установка полностью удовлетворит потребность ремонтных предприятий в техпроцессе восстановления газораспределительных клапанов (Силуянов В.П., Мурзаев В.П., Петряков Б.И.);

         - решена задача восстановления коленчатого вала и блока цилиндров автомобильных двигателей УМЗ-451. Проведенные исследования показали, что наиболее качественным и экономичным процессом на подобных типах коленчатых валов является процесс приварки стальных полуколец на коренные и шатунные шейки коленчатого вала, который обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики и простоту его применения на любом ремонтном предприятии (Денисов В.А., Кикоть В.С.);

         - разработан и внедрен технологический процесс восстановления блоков цилиндров двигателя УМЗ-451 и ЗИЛ-130 композициями на основе анаэробных герметиков, обеспечивающий точную геометрию и пространственное расположение отверстий постелей относительно оси распределительного вала. Главным достоинством этого процесса является его использование без предварительной механической обработки, как перед нанесением покрытия, так и после нанесения, а также формирование покрытия (Любимов Е.А.);

         - исследована и обоснована технология восстановления основных дефектов поршней двигателей Д-50, Д-240. Разработана технология, позволяющая экономично и качественно восстанавливать изношенные поверхности всех дефектов, в том числе и поверхности юбки поршня (Бойченко А.Э., Блинов Б.И.);

         - разработан групповой технологический процесс комплексного восстановления гнезд коренных опор блоков цилиндров двигателей вновь созданным механизированным инструментом для условий мелко- и среднесерийного ремонтного производства, позволяющего резко сократить затраты на восстановление блоков (Костюков А.Ю., Ширяев А.А.);

         - выполнены исследования по диагностике повреждаемости и остаточной долговечности деталей сельскохозяйственных машин. Разработана методика диагностирования накопленных повреждений и остаточного ресурса деталей в эксплуатационных условиях (Нурханов Ш.С., Бурумкулов Ф.Х.).

         В 2003 году по решению Президиума РАСХН ВНИИТУВИД «Ремдеталь» был сокращен и возвращен в ГОСНИТИ. На протяжении последних 10 лет сотрудники бывшего института ВНИИТУВИД «Ремдеталь» продолжают работы по проблеме восстановления и упрочнения деталей.

         Были созданы и оснащены лабораторным оборудованием участки по восстановлению и упрочнению деталей электроискровыми, газопламенными сварочными методами. Претворяя в жизнь разработанную в ГОСНИТИ концепцию (Черноиванов В.И., Горячев С.А.)  по обеспечению 100%-го ресурса отремонтированных узлов, были разработаны технологии ремонта гидроаппаратуры (насосы, гидрораспределители, гидростатические передачи) с упрочнением и восстановлением изношенных поверхностей, технологии восстановления головок блоков цилиндров, деталей ходовой части гусеничных машин.

         Коллектив научных сотрудников ГОСНИТИ, используя многолетний опыт предыдущих поколений ВНПО «Ремдеталь», готов решать проблему восстановления и упрочнения деталей в новых социальных условиях.