Технологическое обеспечение фреттингостойкости резьбовых соединений

• Автор: Яссин Аль Махмуд
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 143 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Е Е Условия возникновения фреттинга

1.2. Анализ влияния технологических процессов изготовления

на усталостную прочность резьбовых соединений

1.3. Анализ влияния материалов и качества обработки

рабочих поверхностей на фреттингостойкость деталей

1.4. Задачи исследования

Глава 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФРЕТТИНГ-
УСТАЛОСТИ В РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЯХ
2.1. Анализ факторов, влияющих на разрушение при
фреттинге
2.2. Анализ дефективной структуры материала резьбового соединения
2.3. Вакансионный механизм ускорения диффузии закрепляющей примеси в условиях вибрационного нагружения
2.4. Продолжительность латентного периода в условиях дислокационного трения
2.5. Расчётная модель контактного взаимодействия витков
резьбы болта и гайки
2.6. Выводы по второй главе
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ФРЕТТИНГОСТОЙКОСТИ РЕЗЬБОВЫХ
СОЕДИНЕНИЙ
3.1. Измерения геометрии резьбовых поверхностей

3.2. Экспериментальные исследования
3.3. Обработка результатов испытаний
3.4. Выводы по третьей главе
Глава 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ФРЕТТИНГОСТОЙКОСТИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
4.1. Анализ методов защиты от фреттинг-коррозии
4.2. Комплекс технологического обеспечения фреттингостойкости резьбовых соединений
4.3. Комплексная методика повышения сопротивления фреттинг-усталости резьбовых соединений
4.4. Пример расчёта резьбового соединения
4.5. Выводы по четвертой главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Одним из основных направлений развития машиностроения является улучшение качественных показателей механизмов, машин и оборудования. Как правило, все разрушения деталей начинаются с поверхности [10, 16, 21, 37, 50]. Техническое решение проблемы повышения качества машин в значительной мере обусловлено возможностью технологического обеспечения качества поверхностного слоя деталей. В связи с этим необходимо целенаправленно формировать в процессе механической обработки поверхностный слой изделий со свойствами, обеспечивающими их длительную и надежную эксплуатацию. Одним из наиболее распространенных видов изделий, широко используемых в машинах и механизмах, являются резьбовые соединения с крепежной метрической резьбой (рисунок 1) [11,35], изготовленные в соответствии с техническими требованиями ГОСТ 1759-85 (ИСО 898/1-78), который регламентирует конструкцию, материал, технологию изготовления и статическую прочность резьбовых соединений при нормальных (+20°С) температурах (12 классов статической прочности). Резьбовые соединения
относятся к высокоответственным и высоконагруженным силовым элементам

Следовательно, по данным К.Г.Р. Райта, глубина язв при фреттинг-коррозии почти не зависит от нагрузки, а в результате повышения нагрузки главным образом увеличивается площадь, пораженная фреттинг-коррозией. Прямо пропорциональная зависимость разрушения при фреттинг-коррозии от нагрузки получена и в работе [29], по данным которой угол наклона кривых для разных сталей существенно менялся. Однако для сплава Д16 износ с увеличением нагрузки менялся мало. Износ исследовался в диапазоне нагрузок 3 ... 12,5 МПа.
О.Н. Муравкин, A.B. Рябченко, П.Н. Панафидин [42, 52] установили линейное увеличение износа стали с ростом удельной нагрузки до 300 МПа, когда контакт осуществлялся по кольцевой выточке. Однако в случае контакта по цилиндрической выточке при увеличении удельной нагрузки скорость процесса фреттинг-коррозии возрастала резко и нелинейно.
Авторами работы [20] исследовалось влияние нагрузки на интенсивность фреттинг-коррозии в широком диапазоне удельных нагрузок - от 20 МПа до 200 МПа при частоте колебаний 25 Гц и постоянно поддерживаемой амплитуде скольжения 0,05 мм.
Ими установлено, что зависимость износа от удельной нагрузки имеет закономерный для всех материалов характер: для большинства металлов величина износа растет до нагрузки порядка 80 МПа, а затем уменьшается. Только для закаленной стали 45 максимальный износ приходится на удельную нагрузку 50 МПа.
Обнаруженный перегиб на кривых зависимости износа от удельной нагрузки свидетельствует о том, что с изменением нагрузки происходит смена ведущих процессов при фреттинг-коррозии. Очевидно, при удельных нагрузках, соответствующих восходящим ветвям характеристик, протекают более типичные для фреттинг-коррозии процессы, когда окислительная среда относительно легко поступает в зону трения. Снижение износа при нагрузках выше критических связано с затруднением доступа окислительной среды в зону контакта, что приводит к интенсификации процессов схватывания и взаимному переносу металла.
Интересно отметить, что увеличение удельной нагрузки сопровождается существенным замедлением роста силы трения и уменьшением коэффициента