МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕФТИ И ГАЗА имени И. М. ГУБКИНА
«УТВЕРЖДАЮ»
Первый проректор по учебной работе
__________________В.Н. Кошелев
«_____» ________________ 2012 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины (по выбору)
ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ
Направление подготовки дипломированного специалиста
150200 – Машиностроительные технологии и оборудование
Специальность
150205 – Оборудование и технология повышения износостойкости и
восстановления деталей машин и оборудования
Москва 2012 г.
1 Цели и задачи дисциплины.
Цель и задачи дисциплины – снабдить специалиста современными знаниями по вопросам проектирования и применения оборудования и вспомогательных средств, используемых для повышения износостойкости и восстановления поверхностей деталей нефтегазовых машин и аппаратов.
В процессе освоения данной дисциплины решаются следующие задачи:
 ознакомление студентов с принципами действия, конструкциями и назначением основных видов
оборудования и вспомогательных средств, используемых для повышения износостойкости и восстановления деталей машин;
 получение навыков работы на основных видах оборудования (установках для наплавки, поверхностного упрочнения, нанесение износостойких покрытий и т.п.).
Изучение дисциплины позволит овладеть необходимыми знаниями и умениями применять их для
освоения последующих специальных дисциплин.
2Требования к уровню освоения содержания дисциплины.






знание принципов действия, конструкций и назначения основных видов оборудования для повышения износостойкости и восстановления деталей машин;
знание принципов выбора оборудования и технических средств для восстановления и повышения
износостойкости деталей оборудования;
знание основных требований к безопасному проведению ремонтно-восстановительных работ на основных видах оборудования;
умение выбирать необходимое оборудование, инструмент и оснастку;
умение проектировать необходимые для процесса восстановления и повышения износостойкости
средства технологического оснащения;
умение проводить технико-экономический анализ выбранного оборудования и других средств технологического оснащения.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы.
Виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
и (или) другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
Реферат
и (или) др. виды самостоятельной работы
Вид итогового контроля
Всего
часов
175
105
45
30
Семестры
8
9
30
15
30
30
15
15
70
20
30
40
20
50
30
Диф. зачет
20
Курсовой
проект
Экзамен
2
4. Содержание дисциплины.
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий.
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Раздел дисциплины
Лекции
Введение
Оборудование для упрочнения поверхностной пластической деформацией
Оборудование для получения износостойких биметаллических и композиционных деталей
Оборудование для термической обработки деталей машин
Оборудование для обработки с изменением химического
состава
Оборудование для наплавки
Оборудование для лазерной обработки
Оборудование для металлизации и напыления
Вспомогательное оборудование
Оборудование для механической обработки восстановленных поверхностей
Оборудование для контроля качества восстановленных
поверхностей
Оборудование для нанесения покрытий в вакууме
Оборудование для обработки электронным лучом
*
*
ПЗ
(или С)
ЛР
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
4.2. Содержание разделов дисциплины.
4.2.1 Лекции
1
Введение
Классификация оборудования для создания износостойких поверхностей с заданными триботехническими свойствами:
а) по назначению;
б) по технологическим операциям;
в) по использованию энергии: механическая, тепловая и т.д.
Роль каждого из этих видов оборудования в выполнении основной задачи – повышения износостойкости и восстановления рабочих поверхностей деталей машин.
2
Оборудование для упрочнения поверхностной пластической деформацией
2.1 Оборудование для упрочнения поверхности накаткой (станки, приспособления, инструмент),
дробеструйным наклепом, бойками.
2.2 Оборудование для поверхностной термомеханической обработки: нагреватели, деформирующие
и охлаждающие устройства.
2.3 Оборудование для повышения износостойкости машиностроительных деталей за счет современной технологии пластической деформацией: прессы, штамповочные автоматы.
3
Оборудование для получения износостойких биметаллических и композиционных деталей
3.1 Прокатные станы для получения биметаллических полос, лент, труб
3.2 Литейное оборудование для получения биметаллических деталей и заготовок: подшипников
скольжения, восстановленных ободов колес, зубьев шестерен и т.д.
3.3 Оборудование для получения литых композиционных материалов с заданными поверхностными
свойствами: машины для центробежного литья, электрошлакового литья и т.д.
3
3.4 Оборудование для получения композиционных деталей методом порошковой металлургии:
прессы, газостаты, гидростаты и т.д.
3.5 Оборудование для получения деталей методом механотермического формирования.
4
Оборудование для термической обработки деталей машин
4.1 Термические печи и закалочно-отпускные агрегаты: периодического и непрерывного действия,
проходные, камерные, защитные среды.
4.2 Установки для поверхностной термической обработки с помощью ТВЧ. Ламповые, машинные
генераторы и статические тиристорные преобразователи.
4.3 Оборудование для закалки с газопламенным нагревом. Горелки, стационарные и переносные
устройства, вспомогательное оборудование.
4.4 Охлаждающие среды, способы их подвода к поверхности обрабатываемой детали. Охлаждающие устройства периодического и непрерывного действия. Закалочные ванны, распылители, перемешивающие устройства.
5
Оборудование для обработки с изменением химического состава
5.1 Печи и агрегаты для химико-термической обработки:
а) в твердой среде;
б) в жидкой среде;
в) в газообразной среде.
5.2 Оборудование для диффузионного насыщения металлов из активных жидких и газовых сред.
5.3 Оборудование для нанесения ионно-вакуумных покрытий на поверхности деталей.
5.4 Установки для электроискрового поверхностного легирования металлов.
5.5 Оборудование для нанесения износостойких гальванических покрытий на поверхность деталей,
источников постоянного тока, ванны, приборы контроля процесса.
6
Оборудование для наплавки
6.1 Источники питания электрической дуги для ручных дуговых и механизированных способов
наплавки: однопостовые и многопостовые трансформаторы, выпрямитель и преобразователи, осцилляторы
и источники импульсного тока.
6.2 Оборудование и инструмент, находящийся в индивидуальном пользовании сварщика: электрододержатели, защитные щитки и маски, спецодежда, шлиф-машинки, ручной инструмент для удаления
шлака.
6.3 Сварочно-наплавочные головки для автоматической наплавки:
а) под флюсом;
б) с защитой углекислым газом;
в) наплавки самозащитной и литой проволокой.
6.4 Сварочно-наплавочные полуавтоматы.
6.5 Сварочно-наплавочные полуавтоматы, их область преимущественного применения.
6.6 Сменные токопроводы – мундштуки для перехода при наплавке к проволоке разного диаметра, к
порошковой проволоке или ленте, к керамической ленте, плющенке.
6.7 Вспомогательное электрооборудование наплавочных постов: электроизмерительные приборы,
осцилляторы и др.
6.8 Установки для плазменно-дуговой наплавки.
6.9 Кислородно-ацетиленовые горелки для наплавки на поверхность прутковых материалов.
6.10 Установки для электрошлаковой наплавки: общая схема и узлы, источники питания, кристаллизаторы, токопроводы, приборы для управления и контроля процесса.
7
Оборудование для лазерной обработки
7.1 Классификация и основные характеристики лазеров.
7.2 Твердотельные лазеры: принцип работы, лазерные вещества твердотельных лазеров, режим работы и характеристики, элементы конструкции, назначение, преимущества и недостатки.
4
7.3 Газовые лазеры: лазерные вещества и особенности работы, элементы конструкции и схема, области применения
7.4 Полупроводниковые лазеры, особенности схем и условия возбуждения, конструкции, характеристики.
7.5 Жидкостные и химические лазеры – лазерные вещества, принцип и особенности схем и работы.
7.6 Аппаратура управления и изменения параметров лазерного излучения – управление мощностью
и энергией лазерного излучения, управление частотой излучения, управлением перемещением лазерного
луча, измерение параметров лазерного излучения.
7.7 Промышленные лазерные установки для обработки металлов, типы установок, их мощности,
элементы конструкции дополнительные оснастки.
8
Оборудование для металлизации и напыления
8.1 Установки для газопламенного напыления: общая компоновка и отдельные узлы, горелки, работающие на прутках, на стержнях и на металлических порошках, неметаллических порошках и порошковых
смесях.
8.2 Газоэлектрические аппараты для металлизации (напыления): принцип работы с использованием
для плавления напыленного материала электроэнергии – тигельные аппараты, высокочастотные аппараты,
электродуговые аппараты – элементы конструкции, принцип действия, узлы.
8.3 Установки для плазменно-дугового напыления: общая схема и элементы конструкции, подготовка поверхности под напыление, плазмотроны (плазменно-дуговые горелки) для напыления из порошков
и из проволоки, пульты управления, механизм колебания плазмотрона, способ подачи порошка или проволоки, источники питания.
8.4 Установки детонационного напыления: общая схема и элементы конструкции, принцип действия.
8.5 Оборудование для динамического напыления: общая схема и элементы конструкции, принцип
действия.
9
Вспомогательное оборудование
9.1 Рольганги – прямые и поворотные, горизонтальные и наклонные.
9.2 Вращатели – торцевые, роликовые.
9.3 Манипуляторы и кантователи.
9.4 Подъемники для вертикального перемещения обрабатываемых изделий.
9.5 Элементы роботизированных комплексов для восстановления рабочих поверхностей.
9.6 Оборудование для очистки обработанных поверхностей.
9.7 Оптико-волоконная техника
10
Оборудование для механической обработки восстановленных поверхностей
10.1 Станки и инструмент для лезвийной и абразивной обработки наружных и внутренних цилиндрических поверхностей и плоскостей.
10.2 Станки и инструмент для электрохимического шлифования.
10.3 Станки, инструмент и приспособления для плазменно-механической обработки с подогревом.
10.4 Станки для анодно-механической, ультразвуковой и других видов обработки восстановленных
поверхностей.
11
Оборудование для контроля качества восстановленных поверхностей
11.1 Твердомеры с алмазной пирамидой и алмазным конусом.
11.2 Дефектоскопы для магнитного контроля и ультразвуковые дефектоскопы.
11.3 Профилометры и другие приборы для контроля качества поверхности.
11.4 Приборы для контроля длин, наружных и внутренних размеров.
11.5 Рентгеновские и гамма-дефектоскопы.
11.6 Оборудование для исследования структуры упрочненных и восстановленных слоев.
11.7 Вихретоковые приборы для определения толщины и качества покрытий.
5
12
Оборудование для нанесения покрытий в вакууме
13
Оборудование для обработки электронным лучом
4.2.2. Практические (семинарские) занятия
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Оборудование для ручной дуговой наплавки
Оборудование для автоматической наплавки наплавочной головкой и наплавочным трактором
Ознакомление с элементами установки для электродуговой металлизации
Ознакомление с работой установки для лазерного упрочнения металлов
Ознакомление с установкой для высокочастотной поверхностной закалки
Ознакомление с установкой для плазменной наплавки
Механическая обработка восстановленных износостойких поверхностей.
Контроль качества восстановленных поверхностей.
4.2.3. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Общей темой курсовых проектов является выбор или разработка оборудования и оснастки, применяемого
для повышения износостойкости и восстановления быстроизнашивающихся деталей нефтегазового оборудования.
Примерный перечень тем курсовых проектов:
1. Оборудование и оснастка для ручной дуговой наплавки деталей нефтегазового оборудования
2. Оборудование и оснастка для автоматической наплавки под флюсом (в среде защитных газов) деталей
нефтегазового оборудования
3. Оборудование и оснастка для плазменной наплавки деталей нефтегазового оборудования
4. Оборудование и оснастка для электродуговой металлизации деталей нефтегазового оборудования
5. Оборудование и оснастка для плазменного напыления деталей нефтегазового оборудования
6. Оборудование и оснастка для механотермического формирования поверхностей деталей нефтегазового
оборудования
7. Оборудование и оснастка для ионно-вакуумного напыления поверхностей деталей нефтегазового оборудования
5.
Перечень лабораторных работ
№
№ разНаименование лабораторных работ
п/п
дела
дисциплины
1.
4
Оборудование для термической обработки
2.
6
Определение характеристик источника питания для ручной дуговой сварки
3.
6
Установка для автоматической наплавки
4.
8
Установки для электродуговой металлизации
5.
8
Установки плазменного напыления
6.
8
Оборудование и приборы определения качества покрытий и физико-механических
характеристик материалов
7.
10
Оборудование для предварительной обработки поверхностей
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
6.1. Рекомендуемая литература.
а) основная литература:
1. Елагина О.Ю. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин: Учеб. пособие. –
М.: Университетская книга; Логос, 2009. – 488 с.
6
2. Пантелеенко Ф.И. и др. Восстановление деталей машин: Справочник.- М.: Наука, 2003. – 307 с.
б) дополнительная литература:
4. Лившиц. Л.С., Левин С.М. Стали оборудования нефтяной и газовой промышленности. – М.: Недра,
1995. – 287 с
5. Поляк М.С. Технология упрочнения. Технологические методы упрочнения. В 2-х томах. – М.: «Л.В.М. –
СКРИПТ»; «Машиностроение», 1995. 2 т.
6. Молодык Н.В., Зенкин А.С. Восстановление деталей машин. Справочник. – М.: Машиностроение, 1989.
– 480 с.
7. Вышегородцева Г.И., Левин С.М. Восстановление и повышение износостойкости деталей машин методами наплавки. Методические указания к практическим занятиям и самостоятельной работе студентов
по курсу «Восстановление и повышение износостойкости нефтегазового оборудования». – М.: ГАНГ,
1997. – 77 с.
8. Вышегородцева Г.И., Левин С.М. Восстановление и повышение износостойкости деталей машин методами напыления. Методические указания к практическим занятиям и самостоятельной работе студентов
по курсу «Восстановление и повышение износостойкости нефтегазового оборудования». – М.:
ГАНГ, 1997. – 52 с.
6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины.
Пакет Microsoft Office.
Система добровольной сертификации топливно-энергетического комплекса (ТЭК СЕРТ)
Интернет ресурсы: сайты производителей технологического оборудования для нанесения упрочняющих и
износостойких покрытий.
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
 установка плазменной наплавки ОКС-11192;
 установка электродуговой металлизации КДМ-2;
 установка плазменного напыления;
 установка для наплавки под слоем флюса;
 сварочные посты для ручной дуговой сварки, оснащенные источниками питания и инструментом
 персональные компьютеры.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 150200 «Машиностроительные технологии и оборудование», специальности 150205 «Оборудование и технология повышение износостойкости и восстановления деталей машин и аппаратов».
Программу составил доцент кафедры трибологии и технологии ремонта НГО, к.т.н.:
В.М. Гусев
Зав. кафедрой трибологии и технологий ремонта НГО, профессор, д.т.н.
О.Ю. Елагина
Председатель УМК
Б.М. Гантимиров
Начальник УМУ, профессор
А.Д. Макаров
7