Восстановление посадочных поверхностей валов комбинированием электромеханической обработки с нанесением полимерных композиций

• Автор: Конаков, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 177 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Анализ дефектов валов механизмов машин и причины их возникновения
1.2 Существующие способы восстановления рабочих поверхностей валов, образующих неподвижные соединения
1.3 Оценка долговечности и работоспособности соединений деталей, восстановленных с применением полимерных материалов
1.4 Цели и задачи исследования
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Математическая модель процесса нагружения системы "восстановленный вал подшипник качения"
2.2 Последовательность реализации математической модели в программном комплексе АКБУБ
2.3 Результаты компьютерного моделирования функционирования соединения «подшипник-вал», восстановленного комбинированным способом
2.4 Разработка алгоритма и программы расчета реологических констант модели Максвелла
3 МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Программа исследований
3.2 Методика исследования адгезионных и когезионных характеристик применяемых полимерных композиций в условиях сдвигового нагружения
3.3 Методика исследования зависимости объемного модуля упругости полимерных композиций от температуры
3.4 Методика исследования зависимости линейного модуля упруго-

сти полимерных композиций от температуры
3.5 Методика определения релаксационных характеристик метал- 79 лополимерных композиций
3.6 Методика многофакторного планирования эксперимента по оп-
ределению оптимальных параметров применяемых полимерных композиций
3.7 Методика эксплуатационных испытаний
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Результаты исследования физико-механических свойств
комбинированных покрытий
4.2 Результаты исследования реологических свойств полимерных
композиций
4.3 Результаты определения релаксационных характеристик
металлополимерпых композиций
4.4 Результаты многофакторного планирования эксперимента
по определению оп тимальных параметров применяемых полимерных композиций
4.5 Восстановление изношенных посадочных поверхностей валов
комбинированием ЭМО с применением полимерных материалов
4.6 Расчет экономической эффективности внедрения разработанно-
го технологического процесса в производство
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ

К числу важнейших путей повышения эффективности ремонта машин относится разработка и внедрение в производство современных ресурсо- и энергосберегающих технологических процессов изношенных деталей. Именно в этом скрываются основные резервы снижения стоимости и увеличения ресурса отремонтированных машин, сокращения расхода запасных частей, экономии общественного труда и материальных затрат. При этом данные технологии должны быть универсальными, экономически эффективными, то есть их применение без дополнительных значительных капитальных вложений возможно было бы распространить на восстановление максимально возможного количества разнотипных деталей разномарочных машин и механизмов. К тому же желательно максимально использовать имеющееся ремонтно-технологическое и металлорежущее оборудование.
В настоящее время одной из острейших проблем ремонтного производства является отсутствие высокоэффективных, но в тоже время простых в реализации технологических процессов восстановления посадочных поверхностей валов и осей механизмов машин. Существующие несложные и недорогие технологии, к каковым можно отнести сварочно-наплавочные, восстановление пластическим деформированием, полимерными материалами как правило не позволяют обеспечить необходимый ресурс восстановленной детали, а сложные в реализации и дорогостоящие технологии: плазменная и лазерная наплавки, приварка стальной ленты и другие значительно повышают себестоимость продукции и не рентабельны при небольшой программе ремонта.
Решение данной проблемы видится в комбинировании первой группы технологических процессов с получением многослойных покрытий с заданными гарантированными физико-механическими, реологическими и триботехническими свойствами, а также в обеспечении заданной размерной и гео-

Ряд исследователей предпринимает попытки теоретического обоснования предельных значений физико-механических свойств полимерных материалов, обеспечивающих требуемую долговечность восстановленных соединений, причем, зачастую, сравнительному анализу подвергается один - два физико-механических параметра самого полимера (композиции) или восстановленного с его помощью соединения. При этом не учитывается значительное изменение свойств материала не только от состава и концентрации наполнителей, но и от температуры, изменения нагрузки, толщины слоя, вида соединения и т.д.
Гак в работе [99] предлагается производить расчет аксиального усилия
выпрессовки одной из сопряженных деталей по формуле:
Р ~ К, 8ед В В,
где К/ - коэффициент поверхностного заполнения, зависящий от шероховатости поверхности;
5сд - допустимое напряжение сдвига отвержденного герметика, Па;
О - наружный диаметр подшипника;
В - ширина подшипника, мм.
Фирма «ЬосШе» для прогнозирования достигаемой прочности полимерного соединения предлагает следующие зависимости:
В — Тр В Ь Виоп/1 ’
М, = 0,5 Тр ' п ' В I К1Ю1Щ
где Г - усилие выпрессовки, Н;
М, - крутящий момент, Н мм;
О - средний диаметр посадки, мм;
В - длина склеивания, мм;
тр - предел прочности при аксиальном сдвиге, Н/мм";
Кюпр - поправочный коэффициент, учитывающий материал субстрата, величину зазора, шероховатость поверхностей.
В работе [100] предлагается определять допустимую прочность соединения, восстановленного с применением анаэробных герметиков ускоренного отверждения, по формуле: