Дослідження впливу викінчувальних операцій на формування параметрів якості поверхні втулок бурових помп

Abstract

Розроблення оптимального технологічного процесу виготовлення відповідальних деталей машин, зокрема циліндрових втулок бурових помп деталей газо- та нафтовидобувного обладнання є найефективним при застосуванні системного підходу стосовно дослідження взаємозв’язків із технологічним середовищем: верстат-пристрій-інструмент-заготовка. Раціональний вибір фінішних і викінчувально-зміцнювальних операцій технологічних процесів виготовлення деталей машин забезпечує формування необхідних параметрів точності, якості поверхневого шару та експлуатаційних характеристик. Традиційні технологічні методи фінішного оброблення деталей машин - методи хіміко-термічного оброблення та нанесення покрить є недостатньо ефективними для забезпечення експлуатаційних характеристик циліндрових втулок бурових помп. Вібраційні технології як група методів поверхневого пластичного деформування застосовуються на викінчувально-зміцнювальних операціях виготовлення виробів у різних галузях промисловості. Мета дослідження даної статті - аналіз впливу технологічних параметрів вібраційного зміцнення, зокрема вібраційно-відцентрового зміцнення, на формування параметрів якості поверхні циліндрових втулок бурових помп НБ32. Вибрано матеріали для проведення досліджень та приведено ескіз дослідного зразка. Приведено принципову схему вібромашини об’ємного оброблення та технологічного оснащення для реалізації вібраційної технології, описано їх будову та принцип роботи. Приведена методика реалізації експериментальних досліджень. Описано методику визначення геометричних параметрів якості поверхневого шару матеріалу виробу, приведено комплекс для вимірювання геометричних параметрів якості поверхні виробів. Подано та проаналізовано зміну параметрів рельєфу поверхні виробів після вібраційно-відцентрового оброблення. Встановлено, що вібраційно-відцентрове зміцнення внутрішніх поверхонь втулок кульками  10 і  12 мм сприяє покращенню параметрів мікрорельєфу їх профілю за рахунок зменшення висотних параметрів мікропрофілю поверхні у 9,5-36,9 разів та підвищенню крокових параметрів у 289-399 разів порівняно з поверхнею після точіння. Подальші дослідження у цьому напрямку стосуватимуться оптимізації режимів оброблення та розробленню практичних рекомендацій стосовно використанню вібраційно-відцентрових зміцнювачів з дебалансним приводом для покращання експлуатаційних характеристик деталей типу «втулка».The optimal technological process planning of responsible machine parts manufacturing, in particular cylinder bushings of drilling pumps for gas and oil production equipment, is most effective using a system approach for the investigation of relationships with the technological environment: machine-fixture-tool-blank. A rational choice of finishing, finishing and strengthening operations of technological processes for the manufacturing of machine parts provides the formation of the necessary parameters of accuracy, quality of the surface layer and operational characteristics. Traditional technological methods for finishing treatment of machine parts and methods of chemical-thermal treatment and coating enough are not effective to provide the operational characteristics of the cylinder bushings of drilling pumps. Vibration technologies as a group of the surface plastic deformation methods are used for finishing and strengthening operations of technological processes of parts manufacturing in different industries. The purpose of the investigations of this paper is to analyze the influence of technological parameters of vibration processing methods, in particular vibration-centrifugal strengthening, on the formation of surface quality parameters of cylinder bushings of NB32 drilling pumps. Materials for researches are selected. Drawings of the exploratory prototype are shown. A schematic diagram of a volumetric vibrating machine and technological equipment for the implementation of vibration technology is given. Their structure and operating principle are described. The methodology for the implementation of experimental researches is given. The methodology for determining the geometric parameters of the surface layer quality of the part material is described. A complex for measuring the geometric parameters of the part surface quality is given. The results of change the surface topography of the parts after vibration-centrifugal treatment are presented and analyzed. It has been established that vibration-centrifugal strengthening of the inner surfaces of the bushings with balls of  10 and  12 mm improves the parameters of the microrelief of their profiles by reducing the height parameters of the surface microprofile by 9.49-36.9 times and increasing the step parameters by 288.79-399, 49 times compared to the surface after lathe machining. Further researches in this field will concern the optimization of processing regimes and the development of practical recommendations for using vibration-centrifugal strengtheners with unbalance drive for improving the operational characteristics of bushings.