Повышение долговечности тормозных барабанов электромеханической обработкой

Сопоставительные характеристики существующих способов упрочнения деталей машин показывают, что один из прогрессивных способов, в частности, электромеханическая обработка (ЭМО), не применяемая для упрочнения тормозных барабанов, имеет инновационный потенциал и по техническому, технологическому и технико-экономическому критериям отвечает требованиям к данной детали, предъявляемым на основе современного подхода к решению задач повышения долговечности. Быстрое развитие и внедрение этой технологии требуют разработки новых устройств, инструментов и аксессуаров, которые могли бы обеспечить получение качественных поверхностей и одновременно увеличить производительность. Актуальность данного исследования определяется применением электромеханической поверхностной закалки вместо объемной закалки или термообработки ТВЧ. Это предполагает снижение себестоимости при изготовлении тормозного барабана (шкив), повышение производительности и получение благоприятного результата обработки: износостойкой поверхности, соответствующей шероховатости. Таким образом, объектом данного исследования является тормозной барабан кранового механизма. Учитывая требования рабочей поверхности тормозного барабана по чертежу, были воспроизведены все характеристики на образцы из стали 40Х, обрабатываемых ЭМО. Функционирование тормозного барабана находится под влиянием высоких температур и разнообразными условиями контакта, кроме того, в микроуровнях выделяются частицы из полимера, которые способствуют процессу износа трущихся поверхностей пары, поэтому для проведения износного испытания, эти условия работы так же были учтены. Исследование предполагает поиск эффективного способа повышения долговечности тормозных фрикционных механизмов. Практическая значимость работы заключается в том, что эксплуатационный ресурс закаленных деталей может возрастать в 1,5-2 раза, увеличивается наработка упрочненного технологического инструмента. В целом ряде случаев сокращаются простои на ремонт и обслуживание современных высокопроизводительных агрегатов, уменьшаются затраты на запасные части и технологическое обслуживание с дополнительными материалами.

Comparative characteristics of existing methods of hardening machine parts show that one of the progressive methods, in particular, electromechanical surface hardening (EMSH), which is not used for brake drums hardening, but has innovative potential and by technical, technological and techno-economic criteria, meets the requirements for this part, based on the modern approach to solving problems of increasing the durability. The rapid development and implementation of this technology requires the development of new devices, tools and accessories that could provide high-quality surfaces and at the same time increase productivity. The relevance of this study is determined using electromechanical surface quenching instead of volumetric quenching or heat treatment of HFC. This involves reducing the cost of manufacturing a brake drum (pulley), increasing productivity, and obtaining a favorable processing result: a wear-resistant surface corresponding to roughness. Thus, the object of this study is the crane mechanism brake drum. Considering the requirements of the working surface of the brake drum in accordance with the drawing, all characteristics were reproduced for 40X steel samples processed by EMSH. The functioning of the brake drum is influenced by high temperatures and a variety of contact conditions. In addition, polymer particles are released at microlevels, which contribute to the wear process of the rubbing surfaces of the pair. Therefore, these working conditions has been also considered for the wear test. The study suggests the search for an effective way to increase the durability of brake friction mechanisms. The practical relevance of the work lies in the fact that the hardened parts operational life can increase by 1.5-2 times, the operating time of the hardened technological tool increases. In several cases, downtime for the repair and maintenance of modern high-performance units is reduced, the costs of spare parts and technological maintenance with additional materials are reduced.