Обоснование рациональных режимов нанесения плазменных покрытий на детали декантерных центрифуг перерабатывающих производств АПК

摘要

В настоящее время в России стратегически важной задачей является упрочнение и восстановление деталей и рабочих органов перерабатывающего оборудования агропромышленного комплекса (АПК) на основе применения покрытий различного функционального назначения. Одними из наиболее перспективных и эффективных технологических методов нанесения покрытий являются плазменное напыление и плазменная наплавка, наиболее полно удовлетворяющие предъявляемым техническим и технологическим требованиям. Целью настоящего исследования является решение актуальной задачи по обоснованию рациональных режимов нанесения плазменных покрытий в процессе восстановления и упрочнения шнеков декантерных центрифуг, являющихся характерными примерами дорогостоящих импортных деталей, подверженных интенсивному износу в процессе эксплуатации. Для решения поставленной задачи в работе проводится моделирование энергетических и тепловых характеристик плазмотрона ПУН-1М эмпирическим методом с построением взаимосвязи энергетических и тепловых характеристик плазмотрона с удельной энтальпией Н_(уд), скоростью v_O и температурой Т_0 плазменной струи на срезе сопла. Проведенные экспериментальные исследования показали, что с увеличением тока дуги до 240-250 А происходит рост удельной энтальпии плазменной струи (13-15 кДж/л), при этом влияние расхода газа на тепловые потери несущественно, а также было установлено, что максимальные значения КПД плазмотрона составляют 67 - 72% и достигаются при токе дуги 175 - 250А, в зависимости от расхода газа, при этом для максимизации КПД необходимо поддерживать расход плазмообразующего газа выше 2,3 л/с. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволяют определить диапазон рациональных режимов плазменного нанесения покрытий, как ключевого этапа ресурсосберегающей технологии восстановления и упрочнения шнеков декантерных центрифуг перерабатывающих производств АПК.