Конкурентноспособность центробежнолитых заготовок для пальцев

ПРОИЗВОДСТВО ЗАГОТОВОК БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПАЛЬЦЕВ

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие характеристики проекта.

Миссия проекта

Общие характеристики проекта.

Существующий технологический процесс производства биметаллических пальцев, гаек, нипелей, муфт и др.

Предлагаемый технологический процесс производства центробежнолитых биметаллических пальцев

2. Особенности использования пальцев

3. Конкурентноспособность центробежнолитых пальцев для гусеничных тракторов

4. Форма собственности

5. Маркетинговые характеристики проекта.

Предполагаемый объем производства и характеристики потребления пальцев.

Поставщики и производители пальцев.

Патентная чистота проекта

6. Объем инвестиций

7. Стадии проекта

8. Финансовые показатели проекта.

Смета затрат на проект.

Организация производства на КБ КОНТЕЙНЕР.

Производство заготовок на ЧЛМЗ.

Организация сбыта заготовок в России.

Организация сбыта заготовок в Европе.

Расчет минимальной прибыли.

9. Дополнительные конкурентные преимущества

 

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЕКТА

Пальцы применяются чрезвычайно широко во всех гусеничных машинах и механизмах, где осуществляются силовые передачи. Так, только на один гусеничный ход требуется до 150 пальцев с нормативным сроком использования до 5000 часов, что недостаточно.

В настоящее время пальцы изготавливают из цементованных сталей. В то же время существующие технологии центробежного литья биметаллических заготовок и прессования позволяют повысить стойкость пальцев по сравнению с обычными как минимум в 5-8 раз.

 

Проект разработан для замены цементованных пальцев типа 12ХГТ пальцами из центробежнолитых биметаллических заготовок композиции ст30+ Х12М в гусеничных ходах энергонасыщенных и тяговых тракторах, бульдозерах, экскаваторах и др.

Проект рассчитан на полное использование мощностей ЧЛМЗ, включая производство центробежного литья заготовок, термическую и механическую обработку и полное использование мощностей КБ КОНТЕЙНЕР по производству готовых пальцев.

 

СУЩЕСТВУЮЩИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА

 

Пальцы производятся на машиностроительных заводах, имеющих в своем составе термические цеха и цеха механической обработки из калиброванного проката. Дополнительно должен иметься измерительный инструмент.

Типовой технологический процесс:

1. Изготовление слитка и прокат из качественной стали, как правило, 40Х, 18ХГТ, ст 20, 12ХН3МА и др., зачистка, проверка. термообработка и зачистка, проверка на наличие трещин.

2. Токарная, сверлильная, шлифовальная и др виды мех обработки.

3. Цементация по кооперации, зачистка, проверка на наличие трещин.

4. Окончательная механическая обработка и термическая индукционная обработка для получения окончательной твердости поверхности и контроль поверхности,

5. Окончательная шлифовка

7. Окончательный контроль качества поверхности и допусков.

 

ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК ПАЛЬЦЕВ

1. производство биметаллической заготовки полого сечения в точном кокиле.

2. Разрезка на мерные заготовки под прессование

3. Прессование методами горячей деформации или выдавливания с индукционного нагрева

4. Операции механической, термической обработки и контроля в соответствии с вышеприведенной традиционной технологией.

 

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ПАЛЬЦЕВ

Пальцы являются одними из самых быстроизнашивающихся элементов ходовых механизмов тракторов, гусеничных кранов, бульдозеров, экскаваторов и др. Так, по данным нормативных документов, срок службы пальцев примерно в 2 раза меньше чем сопряженного звена – трака. Таким образом, плановый срок службы всего гусеничного ходового механизма зачастую ограничен сроком службы пальцев.

 В процессе работы пальцы испытывают значительные контактные и изгибные напряжения, трение скольжения с абразивным износом. Специфическим видом излома являются усталостные сколы, задиры, изгибы наиболее нагруженных участков и их излом.

 

Главные требования к пальцам, которые можно изготавливать методами центробежного литья:

1. Используемые стали – обеспечивающие высокую износостойкость на поверхности и вязкую сердцевину с высоким сопротивлением напряжениям среза.

2. Рабочие диаметры – 20-40мм

3. длина –30-150мм

4. Высокая нагрузочная способность

5. способность длительное время работать без износа, обеспечиваемое высокой твердостью до 62 НРС.

6. Наличие сертификата на материалы.

 

КОНКУРЕНТНОСПОСОБНОСТЬ ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК ДЛЯ ПАЛЬЦЕВ

Центробежнолитые заготовки пальцев являются конкурентноспособными по следующим параметрам:

 

ПО СРАВНЕНИЮ С ЦЕМЕНТОВАННЫМИ ЗАГОТОВКАМИ

1. Возможность сохранения литой структуры, наиболее устойчивой к истиранию

2. Плотная структура без раковин и других литейных дефектов

3. Возможность специфического распределения легирующих элементов соответствующих поверхностям наибольшего трения, как например, концентрация карбидов и карбонитридов на поверхности трения, при этом они не выкрашиваются как при волокнистой мелкозернистой структуре

4. Отсутствие операции цементации и азотирования

5. Повышение коррозионной стойкости на поверхностях трения и предотвращения электрохимического износа

6. Создание специфических биметаллических поверхностей для формирования специального износостойкого слоя на рабочей поверхности. Эти же слои позволяют достичь большей твердости после термической обработки чем при использовании типичных сталей типа 40Х.

7. Изготовление нескольких заготовок прутков с одной плавки с последующей их отрезкой на мерные заготовки

8. Отсутствие самоотпуска при локальных разогревах трущихся поверхностей при температуре выше температуры мартенситного превращения.

 

ПО СРАВНЕНИЮ С ПРОКАТОМ

9. меньшая трудоемкость и время производства по сравнению с прокатанными и заготовками.

10. Лучшая устойчивость полого стержня к характерным условиям эксплуатации пальца, как нормальным, касательным напряжениям, так и напряжениям среза за счет устранения стесненной деформации.

11. Повышение общего срока службы трак + палец (показано экспериментально, но требует доработки)

12.  Изготовление пальцев большего диаметра по сравнению с теми, которые можно получить из калиброванного проката.

13. Использование более широкого диапазона износоустойчивых композиций составов сталей, например, для специфических условий работы пальцев.

14. Использование биметаллических отливок с износостойким поверхностным слоем, или подвергающихся износу.

15. меньший вес полой заготовки по сравнению с сплошным стержнем из проката.

16. Более износоустойчивая макроструктура стали, формирующаяся при литье и которую невозможно получить из проката. При этом на поверхности пальца формируется наиболее устойчивая узорчатая структура, более отвечающая характеру износа, чем при текстуре обычного проката.

17. Возможность самоохлаждения пальца при работе за счет наличия отверстия в пальце

18. Одновременное сопротивление пальца различным видам износа

19. Повышенная нагрузочная способность для пальцев, испытывающих частые знакопеременные нагрузки (прямой ход+ реверс)

20. Хорошее сопротивление напряжениям в различных фазах зацепления.

21. Возможность формирования структуры, отвечающей различным условиям работы пальца: высокой скорости; высокой нагруженности, реверсивности, типу передачи, (закрытой, открытой, с большим количеством абразива), с повышенной виброактивностью, повышенной задиростойкостью

22. Возможность структурного дендритного упрочнения, позволяющее иметь

22.1. повышение общего ресурса гусеничного хода 

22.2. Хорошее сопротивление композитной дендритной структуры напряжениям, возникающим при изгибе и соответствующая меньшая вероятность поломки пальца

22.3.  Хорошее сопротивление дендритной структуры выкрашиванию от действия контактных напряжений

23. Нет необходимости в предварительных операциях проработки осевой части заготовок при прокате и горячей деформации, поскольку центробежное литье обеспечивает как удаление большей части ликватов, так и неметаллических включений

24. По сравнению с прокатом будут отсутствовать строчечные дорожки, выходящие на поверхность зуба при его нарезании, являющееся источником концентрации напряжений

25. При использовании центробежнолитых заготовок можно использовать высокопроизводительное прессовочное оборудование.

26. Возможен переход от горячего к полугорячему прессованию, что позволит сократить потери на окалину и производить прессование в чистовых ручьях. Практически можно отказаться от газовых печей нагрева

27. Механические свойства прессованных прутков из центробежнолитой отливки гарантировано выше, чем у заготовок из проката по ГОСТ 1050 и ГОСТ 380.

28. Абсолютно точное соответствие оси внутреннего и внешнего диаметров, что гарантирует меньшие припуска на прессование, меньшее усилие прессования и точность заготовки, а также отсуствие биения при механической (токарной и бесцентровошлифовальной обработке)

29. Новым эффектом, которые можно реализовать для повышения прочностных свойств пальца из центробежнолитой заготовки является формирование композитной структуры методами литья, что позволит сформировать наиболее износоустойчивую узорчатую структуру, более отвечающей характеру изменения напряжений, чем при макроструктуре проката.

 

ПО СРАВНЕНИЮ С ТЕХНОЛОГИЕЙ РЕМОНТА ТРАКОВ

30.  Можно рассмотреть возможность комплексной поставки износостойких пальцев и сопряженных износостойких втулок, вкладываемых в посадочное отверстие трака. Это решение увеличит срок службы гусеничного хода в целом и будет определяться только условиями скольжения трака по поверхности.

 

4. ОРГАНИЗАЦИЯ ПОСТАВКИ, РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОТВЕТСТВЕННОСТИ И ФОРМА СОБСТВЕННОСТИ

Проект предлагается проводить в рамках КБ КОНВЕЙЕР и ТСС ИНЖИНИРИНГ по агентскому договору с ЧЛМЗ.

4.1. ОРГАНИЗАЦИЯ ПОСТАВКИ

ЧЛМЗ и ТЕХНОСПЕЦСТАЛЬ- ИНЖИНИРИНГ – производство и поставка центробежнолитых биметаллических заготовок

КБ КОНВЕЙЕР – организация прессования заготовок в калиброванные прессованные прутки, изготовление пальцев

СОВМЕСТНО – сбыт продукции как отдельно (пальцы) так ив комплекте с траками (в настоящее время освоены ЧЛМЗ)