Технология формирования многоуровневого микрорельефа поверхностей и исследование их триботехнических свойств

• Автор: Стрек, Ярослав Михайлович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ

ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

1.1. Классификация методов повышения эксплуатационных свойств деталей машин

1.2. Контактное взаимодействие поверхностей

1.2.1. Сведение задачи дискретного контакта к задаче полного контакта (по Горячевой И.Г.)

1.2.2. Численные методы решения контактных задач

1.2.3. Сведение задачи дискретного контакта к континуальной модели

1.3. Термические, химико-термические и термомеханические методы повышения износостойкости

1.4. Физико-химические методы обработки

1.5. Упрочнение приповерхностного слоя материалов деталей поверхностным пластическим деформированием

1.6. Другие методы повышения износостойкости

1.7. Выбор способа обработки поверхностей деталей ДВС
1.8. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОВЫШЕНИЯ
ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ ДВС И КОМПРЕССОРОВ ПОВЕРХНОСТНЫМ ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ НАНЕСЕНИЕМ ТВЕРДОЙ СМАЗКИ
2.1. Технологические проблемы увеличения ресурса деталей машин
2.2. Физико-механические и фрикционные свойства твердых слоистых смазок
2.3. Методы модифицирования поверхностного слоя деталей машин
2.4. Совместимость и износ
2.5. Вибрационное упрочнение ППД с предварительным нанесением твердой смазки
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА И СРЕДСТВА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ МНОГОУРОВНЕВОГО ЧАСТИЧНО РЕГУЛЯРНОГО МИКРОРЕЛЬЕФА
3.1. Методы моделирования технологических процессов
3.2. Моделирование динамических систем в среде СОЬМОЬМобоп
3.3. Пространственная динамическая модель установки для вибрационного накатывания
3.4. Математическое моделирование контактного взаимодействия поверхностей
3.4.1. Определение перемещений и давлений на поверхности
3.4.2. Контактные задачи при формировании многоуровневого микрорельефа
3.5. Контактное взаимодействие твердых тел
3.6. Моделирование процесса контактного взаимодействия деформирующего элемента с заготовкой методом конечных элементов в среде СОЬМОЬУ/огкз
3.7. Определение величины относительной площади поверхности (РК)96
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Технология изготовления образцов
4.2. Описание проведения эксперимента
4.2.1. Используемое оборудование
4.3. Обработка результатов испытаний
4.4. Анализ и рекомендации применения технологии ППД с предварительным нанесением твердой смазки
4.4.1. Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований
4.4.2. Методика выбора режимов вибронакатывания
ВЫВОДЫ:
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Основные эксплуатационные свойства деталей машин — износостойкость, прочность, коррозионная устойчивость в значительной мере определяются состоянием их поверхностного слоя, определяемого технологией изготовления. В современном производстве назначение и технологическое обеспечение параметров состояния поверхностей деталей недостаточно обосновано, что приводит либо к завышению требований и удорожанию машин, либо к их занижению и снижению надежности.
Существует достаточно большое количество различных технологических методов повышения качества поверхностей деталей. Наиболее распространенными из них являются, гальванические и химические методы нанесения покрытий, наплавка, напыление, ионная имплантация, лазерная обработка. Обеспечивая повышение эксплуатационных свойств, а также, улучшая декоративный вид изделий, эти методы могут быть реализованы лишь на уникальном дорогостоящем оборудовании, в ряде случаев недостаточно производительны, а также являются экологически небезопасными, загрязняющими окружающую среду и представляющими сложность в утилизации отходов. Поэтому в настоящей работе исследуются методы отделочно-упрочняющей обработки, лишенные этих недостатков.
Основным объектом исследования в настоящей работе являются детали типа "тела вращения", к наружным поверхностям которых предъявляются достаточно высокие требования по прочности и износостойкости во избежание преждевременного износа поверхностей трения и разрушения.
Сущность работы заключается в комплексном подходе к обоснованию и технологическому обеспечению экологически чистыми методами обработки системы параметров поверхностного слоя с учетом эксплуатационных свойств, а также в разработке практических рекомендаций по их реализации в производственных условиях при создании новой техники, ремонте и восстановлении компрессоров, деталей пар трения.

имитации движения механизмов с учетом кинематических и силовых факторов. Программа полностью интегрирована в 8оН(1¥огк8, функционирует на геометрической модели ЗоПсМогкд, запись расчетных параметров и результатов также осуществляется в модель БоНсМогкз.
Программа анализирует сборку 8оНс1Уогк8, транслируя ее в условную модель механизма с учетом массово-инерционных характеристик деталей. При этом инерционные параметры заимствуются из геометрии деталей ЗоПёХУЪгкз, а плотность (масса) может быть назначена независимо от геометрической оболочки. Далее, уже для математической модели строится система дифференциальных уравнений движения, которая затем решается посредством разностных (в настоящий момент в программе имеется три типа решателя) схем. После этого программа преобразует численные результаты в вид, пригодный для отображения. На этом шаге система вновь взаимодействует с реальной геометрией. Отображение расчетной кинематической модели (в виде пиктограмм), а также результатов производится в графическом окне БоПбШогкз непосредственно на фоне модели сборки ЗоПсШогкз.
3.3. Пространственная динамическая модель установки для вибрационного накатывания
Объектом исследования является экспериментальная установка (рис. 3.1), предназначенная для формирования многоуровневого микрорельефа поверхностным пластическим деформированием (ППД) [67]. Она устанавливается в суппорте токарного станка и обеспечивает варьирование значений параметров режима обработки и создания на поверхностях оптимального по всем характеристикам (высоте, форме и расположению неровностей) микрорельефа в зависимости от условий эксплуатации [105,106,107].