Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
В настоящее время практически все отрасли промышленности России испытывают трудности с ремонтом импортной техники, в частности, с заменой изношенных деталей. Основную номенклатуру таких деталей составляют детали типа «вал», в связи с чем разработка технологий и оборудования для выполнения восстановительного ремонта деталей типа «вал» являются на сегодняшний день актуальными и востребованными.
На основе выполненных маркетинговых исследований осуществлен выбор наиболее рационального метода восстановления деталей типа «вал» — плазменно-порошковая наплавка с подачей порошка снаружи плазмотрона. Данный метод обеспечивает выполнение скоростной тонкослойной наплавки деталей типа «вал» с пониженным тепловложением в наплавляемую деталь [1]. Проанализированы возможные технологические комбинации вариантов наплавки для составления блок-схемы работы автоматизированной установки и написания программы для программируемого логического контроллера (ПЛК). Основными задачами создания автоматизированной установки являются:
В работах [2, 3] представлены основные принципы и технологические решения для рассматриваемой технологии плазменно-порошковой наплавки с подачей порошка снаружи плазмотрона. Необходимость и некоторые технические решения рассматриваемой технологии и оборудования представлены в работах [4, 5], в частности, для обеспечения постоянства требуемых свойств наплавленной поверхности необходима автоматизация всех параметров технологического процесса наплавки.
В зависимости от марки сплава и габаритных размеров восстанавливаемой детали в общем случае процесс наплавки необходимо проводить в два основных этапа: 1этап — прогрев детали и 2 этап — непосредственно процесс наплавки. По мощности плазменной дуги первый этап наплавки более «щадящий» и выполняется на режимах вращения и скорости перемещения плазмотрона отличных от собственно процесса наплавки. Следовательно, в оборудовании необходимо предусмотреть автоматическое регулирование данных параметров для каждого этапа.
При плазменной наплавке используются плазмообразующие газы, следовательно, в состав установки должен входить блок управления газовыми трактами, подключенный к программируемому логическому контроллеру (ПЛК) для автоматического управления процессом наплавки. Практически все конструкции плазмотронов используют охлаждающую жидкость для отвода тепла, образующегося при работе, в связи с чем, в составе установки необходимо предусмотреть систему охлаждения и выход электрического сигнала на ПЛК об исправности ее работы (датчик протока жидкости).
На основании вышеизложенного был определен следующий состав автоматизированной установки:
Работа установки в автоматическом режиме построена на многократном выполнении цикла «включение сварочного источника – выполнение прогрева детали (при необходимости) – выполнение заданного угла наплавки «заходного» валика – выполнение наплавки заданного участка – выполнение заданного угла наплавки «концевого» валика». При выполнении наплавки изделие вращается «на сварщика» для лучшего контроля над качеством шва. При задании количества проходов больше одного плазмотрон возвращается в начальную точку наплавки и цикл повторяется заданное количество раз.
На основании разработанной блок-схемы была создана программа для ПЛК и схема электрическая принципиальная автоматизированной установки плазменно-порошковой наплавки.
В схеме предусмотрен специальный блок расширения основного программируемого логического контроллера (ПЛК) с аналоговыми выходами для задания и изменения тока прогрева и сварки в автоматическом режиме без вмешательства оператора. Управление драйверами шаговых двигателей выполняется в импульсном режиме, что позволяет точно воспроизводить заложенную оператором программу работы установки.
Проверка работы опытного образца установки осуществлялась при наплавке детали типа «вал» из стали 45 с использованием порошка марки ФМИ-5 на следующих режимах: скорость вращения детали — 20 об/мин, ток наплавки — 200 А, расход наплавочного порошка 50–55 г/мин, суммарный расход плазмообразующего и защитного газов — 10 л/мин.
Внедрение автоматизированной установки в производственных условиях была проведено в Калужской МТС (г. Калуга). К основным результатам внедрения следует отметить высокую повторяемость процесса и увеличение производительности наплавки деталей в среднем на 50 %.
