vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2024-2-17-24vguit-3414Research ArticleПроцессы и аппараты пищевых производствProcesses and equipment for food industryТехнология восстановления цилиндрических и винтовых поверхностей транспортера плазменным напылением покрытийTechnology of restoration of cylindrical and screw surfaces of the conveyor by plasma spraying of coatingshttps://orcid.org/0000-0002-1844-5011ЖачкинС. Ю.ZhachkinS. Y.

д.т.н., профессор, кафедра эксплуатации транспортных и технологических машин, ул. Мичурина,1, г Воронеж, 394087, Россия

Dr. Sci. (Engin.), professor, operation of transport and technological machines department, 1, Michurina, Voronezh, 394087, Russia

zhach@list.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7739-5587ТрифоновГ. И.TrifonovG. I.

к.т.н., старший научный сотрудник, НИЦ (ППО и УА ВВС), ул. Старых Большевиков, 54А, г. Воронеж, 394064, Россия

Cand. Sci. (Engin.), research center, 54A Starye Bolshevikov str., Voronezh, 394064, Russia

trifonov_gi@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9907-9649ЕгороваГ. Н.EgorovaG. N.

к.п.н., доцент, кафедра промышленной экологии и техносферной безопасности, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Cand. Sci. (Ped.), associate professor, industrial ecology and technosphere safety department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

egorovahp@gmail.comВоронежский государственный аграрный университет имени императора Петра IVoronezh State Agrarian University named after Emperor Peter IВоенно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. ГагаринаAir Force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and Yu.A. GagarinВоронежский государственный университет инженерных технологийVoronezh State University of Engineering Technologies2024060520248621724Copyright © Жачкин С.Ю., Трифонов Г.И., Егорова Г.Н., 20242024Жачкин С.Ю., Трифонов Г.И., Егорова Г.Н.Zhachkin S.Y., Trifonov G.I., Egorova G.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/3414

В условиях серьезной загруженности отечественных предприятий, в особенности ремонтно-восстановительных центров и цехов, особо важной задачей становится совершенствование процесса различных машин и технологий по их восстановлению. Так, на современном этапе особую актуальность приобретает создание новых технологий, обеспечивающих качественное восстановление изношенных поверхностей деталей, а также создание композитных покрытий с необходимыми эксплуатационными свойствами. С экономической точки зрения данный вопрос весьма остро стоит в рамках государственной программы импортозамещения, поскольку как показывает практика, срок службы восстановленных деталей машин достигает уровня новых, при этом стоимость таких деталей в разы меньше. В работе представлены результаты исследований, направленные на получение технологических режимов плазменного напыления как для винтовых, так и для цилиндрически поверхностей детали (шнека) при его восстановлении. Проведен корреляционный анализ полученных данных по влиянию режимов напыления на адгезию покрытия с целью выявления мультиколлинеарных связей. Также проведен регрессионный анализ, по итогу которого были получены уравнения, которые описывают влияние на адгезию покрытия режимов напыления. Представлена графическая интерпретация полученных зависимостей в виде функций желательности, что позволило оценить характер и степень влияния режимов напыления на значения адгезии получаемого покрытия. Кроме того, используя существующие программные комплексы, были получены диапазоны единых технологических режимов для напыления рабочих поверхностей шнека. Проведены измерения твердости и износостойкости покрытия. Полученные результаты проведенного исследования позволяют рекомендовать технологические режимы с назначенным составом материала напыления для восстановления изношенных поверхностей шнеков транспортирующих конвейеров, которые весьма активно используются в авиа- и машиностроении.

In conditions of serious workload of domestic enterprises, especially repair and restoration centers and workshops, improving the process of various machines and technologies for their restoration becomes a particularly important task. Thus, at the present stage, the creation of new technologies that provide high-quality restoration of worn surfaces of parts, as well as the creation of composite coatings with the necessary performance properties, is of particular relevance. From an economic point of view, this issue is very acute within the framework of the state import substitution program, since, as practice shows, the service life of restored machine parts reaches the level of new ones, while the cost of such parts is several times lower. The paper presents the results of research aimed at obtaining technological modes of plasma spraying for both helical and cylindrical surfaces of a part (screw) during its restoration. A correlation analysis of the obtained data on the effect of spraying modes on coating adhesion was carried out in order to identify multicollinear relationships. A regression analysis was also carried out, as a result of which equations were obtained that describe the effect of spraying modes on the adhesion of the coating. A graphical interpretation of the obtained dependencies in the form of desirability functions is presented, which made it possible to evaluate the nature and degree of influence of spraying modes on the adhesion values of the resulting coating. In addition, using existing software systems, ranges of uniform technological modes for spraying the working surfaces of the screw were obtained. The hardness and wear resistance of the coating were measured. The results of the study allow us to recommend technological modes with the prescribed composition of the spraying material for restoring worn surfaces of the screws of transport conveyors, which are very actively used in aircraft and mechanical engineering.

восстановлениеплазменное напылениекомпозитное покрытиетехнологические режимыадгезиятвердостьизносостойкостьrestorationplasma sprayingcomposite coatingtechnological modesadhesionhardnesswear resistance.ReferencesБирюков В.П. Трение, износ и усталость. Москва: Российский университет транспорта, 2021. 227 с.Biryukov V.P. Friction, wear and fatigue. Moscow: Russian University of Transport, 2021. 227 p. (in Russian).Зяблин В.Н., Безуглов А.М. К вопросу оптимизации формы винта шнекового погрузчика // Наука и инновации в современном мире: сборник научных статей. Москва: Издательство «Перо», 2021. С. 45–48.Zyablin V.N., Bezuglov A.M. On the issue of optimizing the shape of a screw loader. Science and innovation in the modern world: collection of scientific articles. Moscow: Pero Publishing House, 2021. pp. 45–48. (in Russian).Гвоздев А.А. Повышение ресурса узлов трения при ремонте и изготовлении сельскохозяйственной техники с использованием полимерных композиций. Иваново: Ивановский государственный университет, 2019. 256 с.Gvozdev A.A. Increasing the service life of friction units during the repair and manufacture of agricultural machinery using polymer compositions. Ivanovo, Ivanovo State University, 2019. 256 p. (in Russian).Бондарь В.С., Горячева И.Г., Матвиенко Ю.Г. и др. Ресурс материалов и конструкций. Москва: Московский Политех, 2019. 192 с.4 Bondar V.S., Goryacheva I.G., Matvienko Yu.G. etc. Resource of materials and structures. Moscow, Moscow Polytechnic, 2019. 192 p. (in Russian).Галиев И.Г., Мухаметшин А.А. Повышение эффективности эксплуатации тракторов в аграрном производстве. Москва: Общество с ограниченной ответственностью «Русайнс», 2021. 130 с.Galiev I.G., Mukhametshin A.A. Increasing the efficiency of tractor operation in agricultural production. Moscow, Limited Liability Company "Ruseins", 2021. 130 p. (in Russian).Дунченко Н.И., Купцова С.В. Планирование и выполнение экспериментальных исследований. Москва: OOO «Сам Полиграфист», 2021. 138 с.Dunchenko N.I., Kuptsova S.V. Design and execution of experimental studies. Moscow, OOO Sam Polygraphist, 2021. 138 p. (in Russian).Большакова Л.В., Яковлева Н.А. Теория проверки статистических гипотез при математико-статистическом исследовании педагогических проблем // Вестник Санкт-Петербургского университета МВД России. 2016. №. 4 (72). С. 149-157.Bolshakova L.V., Yakovleva N.A. The theory of testing statistical hypotheses in mathematical and statistical research of pedagogical problems. Bulletin of the St. Petersburg University of the Ministry of Internal Affairs of Russia. 2016. no. 4 (72). pp. 149-157. (in Russian).Усманов Р.Р. Методика экспериментальных исследований в агрономии (с расчетами в программах Excel и Straz). Москва: Российский государственный аграрный университет – МСХА им. К.А. Тимирязева, 2022. 81 с.Usmanov R.R. Methods of experimental research in agronomy (with calculations in Excel and Straz). Moscow, Russian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy named after. K.A. Timiryazeva, 2022. 81 p. (in Russian).Петров М.А., Крутина Е.В. Основы теоретических и экспериментальных исследований. Москва: Московский Политех, 2023. 73 с.Petrov M.A., Krutina E.V. Fundamentals of theoretical and experimental research. Moscow, Moscow Polytechnic, 2023. 73 p. (in Russian).Жачкин С.Ю., Трифонов Г.И., Краснова М.Н., Пеньков Н.А. Моделирование кинематики плазменного напыления на сложнопрофильные поверхности // Труды ГОСНИТИ. 2017. Т. 128. С. 133-139.Zhachkin S.Yu., Trifonov G.I., Krasnova M.N., Penkov N.A. Modeling the kinematics of plasma spraying on complex-profile surfaces. Proceedings of GOSNITI. 2017. vol. 128. pp. 133-139. (in Russian).Трифонов Г.И. Металломатричное композитное покрытие для восстановления и упрочнения поверхностей деталей плазменным напылением // Упрочняющие технологии и покрытия. 2023. Т. 19. № 5(221). С. 225–230.Trifonov G.I. Metal matrix composite coating for restoration and strengthening of surfaces of parts by plasma spraying. Hardening technologies and coatings. 2023. vol. 19. no. 5(221). pp. 225–230. (in Russian).Пат. № 2797988, RU, C22C 32/00, C23C 4/10. Порошкообразный материал для плазменного напыления композитных покрытий / Трифонов Г.И., Жачкин С.Ю., Пеньков Н.А. № 2022108222; Заявл. 28.03.2022; Опубл. 13.06.2023.Trifonov G.I., Zhachkin S.Yu., Penkov N.A. Powdered material for plasma spraying of composite coatings. Patent RF, no. 2797988, 2023.Трифонов Г.И., Пеньков Н.А., Дерканосова А.А., Краснова М.Н. Упрочнение покрытия плазменного напыления дисперсной дополнительной фазой карбида титана // Вестник ВГУИТ. 2022. Т. 84. № 3(93). С. 191–197. doi: 10.20914/2310–1202–2022–3–191–197Trifonov G.I., Penkov N.A., Derkanosova A.A., Krasnova M.N. Strengthening of plasma spraying coating with a dispersed additional phase of titanium carbide. Proceedings of VSUET. 2022. vol. 84. no. 3(93). pp. 191–197. doi: 10.20914/2310–1202–2022–3–191–197 (in Russian).Жачкин С.Ю., Трифонов Г.И., Егорова Г.Н., Белых А.Г. Исследование критериев качества двухфазных композитных покрытий на основе железа, формируемых методом плазменного напыления // Вестник ВГУИТ. 2021. Т. 83. № 4(90). С. 261–268. doi: 10.20914/2310–1202–2021–4–261–268Zhachkin S.Yu., Trifonov G.I., Egorova G.N., Belykh A.G. Study of quality criteria for two-phase iron-based composite coatings formed by plasma spraying. Proceedings of VGUET. 2021. vol. 83. no. 4(90). pp. 261–268. doi: 10.20914/2310–1202–2021–4–261–268 (in Russian).Qiryigitov B.A. Characterization different methods of approximation and interpolation and their implementation in Mathcad and Matlab // Экономика и социум. 2020. №. 12–1(79). P. 234–236.Qiryigitov B.A. Characterization of different methods of approximation and interpolation and their implementation in Mathcad and Matlab. Economy and Society. 2020. no. 12–1(79). pp. 234–236. (in Russian).Жидков А.А., Барсукова А.Е., Караганова К.А. и др. Значение оптимизации при работе в Excel // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 12(104). С. 7.Zhidkov A.A., Barsukova A.E., Karaganova K.A. and others. The importance of optimization when working in Excel. Modern scientific research and innovation. 2019. no. 12(104). pp. 7. (in Russian).Пат. № 2782903, RU, C23C 4/134, 4/10. Способ плазменного напыления покрытий на рабочие поверхности шнека / Жачкин С.Ю., Трифонов Г.И., Пеньков Н.А. № 2022108220; Заявл. 28.03.2022; Опубл. 07.11.2022.Zhachkin S.Yu., Trifonov G.I., Penkov N.A. Method of plasma spraying of coatings on the working surfaces of a screw. Patent RF, no. 2782903, 2022.Шугуров А.Р., Акулинкин А.А., Панин А.В., Сергеев В.П. и др. Исследование трещиностойкости покрытий TiAlN методом скретч-тестирования // Физическая мезомеханика. 2015. Т. 18. №. 6. С. 66-74. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-treschinostoykosti-pokrytiy-tialn-metodom-skretch-testirovaniyaShugurov A.R., Akulinkin A.A., Panin A.V., Sergeev V.P. et al. Study of the crack resistance of TiAlN coatings by scratch testing. Physical mesomechanics. 2015. vol. 18. no. 6. pp. 66-74. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-treschinostoykosti-pokrytiy-tialn-metodom-skretch-testirovaniya (in Russian).Пучков П.В. К вопросу о методах определения твердости материалов // NovaInfo. Ru. 2018. Т. 1. № 90. С. 44–48.Puchkov P.V. On the issue of methods for determining the hardness of materials. NovaInfo. Ru. 2018. vol. 1. no. 90. pp. 44–48. (in Russian).Загидуллина Д.Р., Ибатуллин И.Д., Емельянов С.Г. Устройства для испытаний на трение и изнашивание // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. №. 4-2. С. 285-290. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ustroystva-dlya-ispytaniy-na-trenie-i-iznashivanieZagidullina D.R., Ibatullin I.D., Emelyanov S.G. Devices for testing friction and wear. News of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2016. vol. 18. no. 4-2. pp. 285-290. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/ustroystva-dlya-ispytaniy-na-trenie-i-iznashivanie

The authors declare that there are no conflicts of interest present.