Разработка технологии упрочнения фильеры гранулятора полиэтилена

Цель работы – разработка технологии упрочнения фильеры гранулятора полиэтилена.
В процессе исследования проводился анализ влияния внешних факторов на износостойкость фильеры, типы разрушения фильеры. Рассмотрены методы восстановления рабочей поверхности фильеры гранулятора, в том числе произведён анализ наплавочных материалов и метода наплавки. В результате исследований разработан процесс восстановления фильеры гранулятора посредством наплавки одиночными импульсами неплавящимся электродом в среде аргона. Разработанная технология позволит прецизионно выполнять качественные наплавочные поверхности для последующей обработки и вторичного использования детали.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 16
1 Обзор литературы …………………………………………………………………………………. 18
1.1 Использование безвольфрамовых твёрдых сплавов …………………………….. 18
1.2 Методы упрочнения и восстановления поверхностей трения ………………. 20
1.3 Наплавка аргонодуговым методом………………………………………………………. 25
1.4 Износостойкие наплавочные материалы ……………………………………………… 26
2 Фильеры гранулятора. Принцип работы, использование, виды износа,
восстановление ………………………………………………………………………………………… 28
3 Материалы, использующиеся для аргонодуговой наплавки ……………………. 34
3.1 Прутки из высоколегированной стали …………………………………………………. 34
3.2 Прутки из никелевых сплавов …………………………………………………………….. 38
3.3 Износостойкие прутки для аргонодуговой наплавки ……………………………. 42
3.4 Выбор присадочного материала для восстановления поверхности
фильеры гранулятора ……………………………………………………………………………….. 45
4 Разработка технологии восстановления фильеры гранулятора ……………….. 48
4.1 Обоснование выбора электрода для аргонодуговой наплавки………………. 48
4.2 Выбор защитного газа…………………………………………………………………………. 49
4.3 Расчёт параметров режима ………………………………………………………………….. 50
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 52
5.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………………… 52
5.2 Анализ конкурентных технических решений ………………………………………. 53
5.3 SWOT анализ ……………………………………………………………………………………… 54
5.4 Определение возможных альтернатив проведения научных исследований
………………………………………………………………………………………………………………… 55
5.5 Планирование научно-исследовательских работ………………………………….. 56
5.6 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования ……………………… 66
6 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 69
6.1 Анализ выявленных вредных факторов……………………………………………….. 70
6.2 Электромагнитные поля в производственных помещениях………………….. 70
6.3 Производственный шум ……………………………………………………………………… 73
6.4 Освещённость рабочей зоны ……………………………………………………………….. 74
6.5 Микроклимат в помещении ………………………………………………………………… 79
6.6 Анализ выявленных опасных факторов проектируемой производственной
среды ……………………………………………………………………………………………………….. 81
6.7 Охрана окружающей среды ………………………………………………………………… 89
6.8 Защита в ЧС ……………………………………………………………………………………….. 90
Перечень нормативно–технической документации …………………………………… 92
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 93
Список использованных источников ………………………………………………………… 95
Приложение А Development and technology of hardening of the polyethylene
granulator die…………………………………………………………………………………………….. 97
Приложение Б Комплект технологической документации…………………..106

Проведя анализ современного состояния восстановления поверхностей
трения. Был выбран оптимальный способ наплавки для восстановления фильеры
гранулятора – аргонодуговая наплавка неплавящимся электродом в среде
защитных газов. Данный метод показал отличные входные данные для
восстановления фильеры гранулятора: хорошая защита наплавляемого металла,
относительная дешевизна оборудования, прецизионность процесса.
На основании анализа изношенной части фильеры гранулятора
полиэтилена были обозначены основные виды износа. Ориентируясь на эти
данные, был подобран и обоснован выбор присадочного материала для
аргонодуговой наплавки одиночными импульсами. Анализ показал, что есть
несколько принципиально разных по составу присадочных прутка, которые
подходят для восстановления фильеры по их эксплуатационным свойствам.
Однако узнать прочность наплавки на материал фильеры, безвольфрамовый
твёрдый сплав, теоретически сложно. Точные данные можно получить в ходе
экспериментальной проверки.
После определения методики восстановления была разработана
технология для восстановления рабочей поверхности фильеры гранулятора
посредством аргонодуговой наплавки одиночными импульсами. Расчёт
параметров режима и тепло вложения показал, что наплавлять данным методом
на фильеру гранулятора можно с высокой точностью за счёт малой
порционности присадочного материала.
Расчёт и анализ ресурсоэфективности и ресурсосбережения показал
необходимые для исследования вложения. По сравнению с перспективой
использования технологии необходимые финансовые вложения не велики.
В разделе социальной ответственности была проанализирована рабочая
обстановка в лаборатории. Оценены вредные факторы и предложены средства
индивидуальной и коллективной защиты. Оценена проблемы защиты в ЧС и
охраны окружающей среды.
Результаты работы в полной мере показывают необходимость
продолжения исследований по данной теме, так как экспериментальная проверка
и корректировка технологии может найти применение в нефтегазовой отрасли,
предоставив возможность восстановления дорогостоящих фильер.

1.Малевский,Н.П.Особенностиалмазногошлифования
безвольфрамовых твердых сплавов / Н. П. Малевский, С. А. Попов, Н. С.
Тарахнов // Вестн. машиностроения. – 1976. – № 12. – с. 53-55.
2. Захаренко, И. П. Рациональное использование сверхтвердых
абразивных материалов в инструментальном производстве / И. П. Захаренко. –
Киев: Наукова думка, 1979. – 160 с.
3. Кабановский, Л. Н. Качество поверхности безвольфрамовых твердых
сплавов при шлифовании алмазными кругами / Л. Н. Кабановский, Ф. П.
Смагленко, Л. И. Александрова // Сверхтвердые материалы. – 1987. – № 5. – с.
60-65.
4. Урин, А. М. К вопросу заточки пластин из безвольфрамовых твердых
сплавов / А. М. Урин, Я. Л. Фельдштейн // Применение в тракторном и
сельскохозяйственном машиностроении лезвийного инструмента из БВТС и
СТМ. – Ташкент, 1977. – с. 53-58.
5. ГОСТ 26530-85 «Сплавы твердые спечныебезвольфрамовые. Марки»
6. Пантелеенко Ф. И. Восстановление деталей машин: справочник. – М.:
Машиностроение, 2003. – 264 с.
7. Гордынец А. С. Особенности теплового воздействия одиночных
импульсов тока при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом / А. С.
Гордынец, С. И. Скрипко // Инновационные технологии в машиностроении:
сборник трудов VII Международной научно-практической конференции, 19-21
мая 2016 г., Юрга. – Томск: Изд-во ТПУ, 2016. – [С. 49-52].
8. Басалай И.А. Повышение иззносостойкоститехнологичейкой оснастки
для производства строительных материалов // Геотехнология: Известия
Тульского государственного университета. Науки о земле, 2016 г., Тула. –Тула:
Изд-во ТГУ, 2016. – 8 с.
9. Патон Б.Е., Гвоздецкий В.С., Дудко Д.А. и др. Микроплазменная
сварка. Киев: Наук. думка, 1979. – 248 с.
10. Князьков А. Ф., Веревкин A. B., Князьков С. А. Особенности
удержания сварочной ванны в положениях отличных от нижнего. // IV
Международная научно-техническая конференция «Современные проблемы
машиностроения» г. Томск Изд-во ТПУ, – 2008. – С. 323-328.
11. Mamvura T.A. The impact of pipe geometry variations on hygiene and
success of orbital welding of brewing industry equipment. // Journal of The Institute of
Brewing. – 2017. – №123. – С. 81-97.
12. Lohse M., Trautmann M., Siewert E. Predicting arc pressure in GTAW for
a variety of process parameters using a coupled sheath and LTE arc model // Welding
in the World. – 2018. – №62. – С. 629-635.
13. Baeva M., Uhrlandt D. Nonequilibrium simulation analysis of the power
dissipation and the pressure produced by TIG welding arcs // Welding in the World. –
2019. – №2. – С. 377-387.