Совершенствование технологии нанесения твердого антифрикционного покрытия на дорожки качения упорно-радиальных подшипников способом ультразвукового механического воздействия

• Автор: Носков, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ современных способов и технических средств, применяемых.

при ультразвуковой обработке. Эффективность

использования данного метода

1.2 Диффузия в твердых телах

1.3 Технико-экономические показатели

1.4 Постановка задач исследования

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ИХ УЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБТКИ С НАНЕСЕНИЕМ ТВЕРДОЙ ГРАФИТОВОЙ СМАЗКИ
2.1 Способ ультразвукового нанесения твердой смазки
2.2 Обоснования исходных данных и принятых допущений
2.3 Моделирование процесса нанесения покрытия
2.4 Разработка алгоритма расчета
ВЫВОДЫ
Глава 3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Объект исследований
3.2 Условия проведения экспериментальных исследований
3.3 Методика планирования экспериментов и обработка результатов
ВЫВОДЫ
Глава 4 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Влияние на показатели обработки условий ультразвукового выглаживания
4.2 Построение математической модели процесса, оптимизация условий ультразвукового выглаживания
ГЛАВА 5 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1 Область применения технологии ультразвуковой поверхностной обработки с эффектом нанесения твердой графитовой смазки
5.2 Расчет экономической эффективности от внедрения мероприятий, направленных на повышение качества выпускаемой продукции
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
В современном машиностроении основная задача сводится к созданию методик или способов изготовления деталей, которые будут способны работать в сложных и строго определенных условиях эксплуатации. В первую очередь выбирается материал, способный выдерживать специфичные условия работы изделия в готовом механизме, с учетом нагрузки. Стоимость материала, как часто бывает, доходит до 50% от стоимости готового изделия. Для сокращения расходов на материал, часто прибегают к технологиям, которые в той или иной степени модифицируют определенные свойства выбранного материала. В соответствии с этим вносятся определенные операции, для изменения свойств материала, в технологический процесс. Такими операциями являются: закалка, отпуск, цементация азотирование, поверхностная отделочная пластическая деформация поверхности и т.д.
Требования к повышению качества, а значит и увеличению срока службы в огромной степени характеризуются физико-механическими и геометрическими параметрами рабочих поверхностей, которые могут изменяться в процессе работы, поэтому, целесообразно для коррекции геометрических параметров и окончательной доводки вводят шлифовку или прочие методы отделочной обработки. Помимо этого, в тех узлах, которые работают в условиях трения существуют один большой недостаток, который не решен и по сегодняшний день. Этот недостаток заключается в том, что при работе в условиях тяжелой нагрузки, смазка с поверхностей трущихся деталей выдавливается, и это приводит к работе деталей в условиях недостатка смазки или ее полного отсутствия. В тех случаях, когда детали работают на высоких скоростях, проблема с используемыми видами смазки не исчезает. Она проявляется в другом виде. Негативное воздействие при работе на высоких скоростях, заключается в том, что смазка оказывает дополнительное сопротивление при работе изделия, а так же оказывает негативное воздействие на контактирующие поверхности из-за динамического воздействия смазки на поверхности.

обработки-240 об/мин (240/60=4 об/сек.). Частота колебаний индентора составляет 18 000Гц. Итак, 1 оборот кольца подшипника произойдет за 1/4 сек (0.25 сек.), за это время по всему радиусу будет произведено 18000/4=4500 микро ударов. Длина окружности составляет Ь=лБг (Ь=3.14*75=235.5мм), значит на каждый миллиметр поверхности придется 19 микро ударов, а минимальное время обработки, которое определяли опытным путем, составляет 30 сек, значит обработка происходит с перекрытием в каждой точке в несколько раз. Это дает основание принять, что обработка осуществляется равномерно по всей обрабатываемой поверхности.
5. Свойства материала в любой точке поверхности детали одинаковые.
6. Адгезионное взаимодействие инструмента и обрабатываемой Радг=
Так как обработка ведется через слой порошка графита, то адгезионное взаимодействие инструмента и обрабатываемой детали составляет РадГ=0,003-0,004 Н/мм2 [31], что является малой величиной, которой можно пренебречь.
7. Графит в виде мелкодисперсного порошка насыпают на обрабатываемую поверхность в количестве, которое закрывает всю обрабатываемую поверхность.
8. В качестве основного закона, описывающего процесс диффузии углерода в обрабатываемую поверхность, было принято уравнение Фика для идеальных газов. В дифференциальной форме этот закон описывается выражением [29]:
где, 1с и ^-удельный поток вещества (молярная масса перенесенная через площадь площадки контакта 2-х объектов) Аг,,

Б - плотность диффузионного потока, учитывающая используемый материал при
(2.1)
(2.2)

единичном градиенте концентрации, —

— - градиент концентрации,