Моделирование трибологических процессов цилиндрических поверхностей и установление технологических возможностей в обеспечении и повышении их износостойкости

• Автор: Матлахов, Виталий Павлович
• Шифр специальности: 05.02.04, 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 187 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
Глава I. Анализ состояния вопроса обеспечения износостойкости деталей с цилиндрическими поверхностями

1.1. Применение деталей с цилиндрическими поверхностями в узлах трения машин.

1.2. Конструкторскотехнологическое обеспечение

износостойкости цилиндрических поверхностей трения.

1.3. Моделирование контактного взаимодействия цилиндрических соединений типа валвтулка
1.4. Современные технологические методы повышения износостойкости деталей с цилиндрическими поверхностями трения

1.5. Способы нанесения нитридсодержащих покрытий.

1.6. Выводы, цель и задачи исследования

Глава II. Методика проведения исследований

2.1. Методика проведения теоретических исследований
2.2. Материалы, образцы, инструмент
2.3. Оборудование и экспериментальные установки
2.4. Средства измерения параметров качества поверхностного слоя и физикомеханических свойств.
2.5. АСНИ для испытания наружных цилиндрических поверхностей на трение и изнашивание.
2.6. Планирование экспериментальных исследований.
Глава III. Моделирование контактного взаимодействия,
трения и изнашивания цилиндрических поверхностей.
3.1. Контактное взаимодействие трущихся цилиндрических поверхностей.
3.2. Модель изнашивания цилиндрических поверхностей трения.
Глава IV. Результаты экспериментальных исследований
4.1 Исследование влияния режимов электромеханической обработки на теплообразование в поверхностном слое, параметры шероховатости и распределение микротвердости
по глубине.
4.2 Исследование влияния режимов электромеханической обработки постоянным током нитридтитановых покрытий на качество и износостойкость поверхности обрабатываемых деталей
4.3. Исследование влияния режимов электромеханической обработки переменным током нитридтитановых покрытий на качество и износостойкость поверхности обрабатываемых деталей
4.4. Взаимосвязь износостойкости с параметрами качества
поверхностного слоя и условиями трения.
4.5 Установлениетехнологических возможностей различных методов обработки в обеспечении и повышении износостойкости цилиндрических поверхностей трения.
. Глава V. Реализация результатов исследований и расчет экономической эффективности от использования результатов исследования.
5.1. Результаты испытаний износостойкости натурных деталей
5.2. Техникоэкономическое обоснование изменения технологии обработки втулки стартера СТ0.
5.3. Расчет полной себестоимости изготовления в предлагаемом варианте
5.4. Экономическая эффективность использования технологии напыления с ЭМО при производстве стартеров.
Основные выводы и результаты.
Список использованных источников


Если пара трения переходит в эту область, то всякий фактор, способствующий снижению Ъ уменьшение вязкости смазки, увеличение нагрузки, снижение скорости относительного перемещения трущихся тел, вызывает повышение коэффициента трения и, следовательно, увеличение температуры рабочей поверхности пары трения. Процесс завершается возникновением граничной смазки. В области полужидкостной смазки с увеличением скорости относительного перемещения трущихся тел коэффициент трения резко падает и режим работы пары трения переходит в область жидкостной смазки. Этим объясняется сравнительно безопасный переход режима работы пар трения через область полужидкостной смазки в пусковые периоды при достаточном количестве подаваемой смазки. Коэффициент трения х достигает минимума в тот момент, когда смазочный слой лишь покрывает шероховатости поверхностей скольжения. С дальнейшим возрастанием Ъ толщина смазочного слоя увеличивается, все неровности и шероховатости поверхностей скольжения покрываются с избытком, и непосредственный контакт их полностью исключается наступает режим трения при жидкостной смазке рис. При жидкостной смазке пары трения устойчиво работают в широком диапазоне эксплуатационных режимов. Это объясняется их способностью приспосабливаться к различным условиям работы благодаря свойству смазочных масел увеличивать вязкость при понижении температуры. Большие зазоры ухудшают несущую способность подшипника, но способствуют уменьшению трения и увеличению прокачки масла через него. Поэтому температура масла подшипников с большим зазором понижается. Этим объясняется способность подшипников скольжения работать даже при значительных износах. Подшипники с малым зазором вследствие повышенного тепловыделения работают при высокой температуре однако уменьшение вязкости масла при этом компенсируется свойственной им повышенной несущей способностью. Аналогичную способность саморегулирования подшипник проявляет и при колебаниях рабочего режима. Если, например, возрастает удельная нагрузка, то при этом уменьшается минимальная толщина масляного слоя подшипник приближается к режиму трения при полужидкостной смазке. Однако с понижением Ъ одновременно падает коэффициент трения и снижается тепловыделение. В результате повышается вязкость масла, режим работы подшипника полностью или частично восстанавливается и переходит в состояние устойчивого равновесия. Если температура в рабочей зоне подшипника повышается например, изза временного уменьшения подачи масла, то вязкость масла падает, толщина масляного слоя уменьшается и может произойти заедание. Однако с понижением вязкости падает коэффициент трения и уменьшается тепловыделение. В результате устанавливается новое состояние равновесия, хотя значение Ъ может быть ниже первоначального. Таким образом, вязкость смазки в выражении 1. Главное условие заключается в том, чтобы механизм восстановления равновесия мог действовать во всем диапазоне возможных колебаний режима без перехода опасных значений
Однако безразмерная характеристика режима работы Ъ может служить только для ориентировочной оценки работы пары трения. Срок службы основных видов машин, механизмов и оборудования до капитального ремонта во многом зависит от износостойкости деталей их узлов трения ,,,,,. Как известно, большая часть деталей выходит из строя вследствие их интенсивного изнашивания, при этом большинство деталей ремонтируемых машин выбраковывается вследствие незначительного износа рабочих поверхностей, составляющего не более 1 исходной массы деталей , , . Изза недостаточной долговечности деталей возникает экономически неоправданно высокий уровень расхода материальных и трудовых ресурсов. Износ поверхностей деталей распределяется примерно следующим образом цилиндрических конических и сферических 3 шлицев 3 пазов, канавок, лысок 5 резьб плоских поверхностей 1 зубьев шестерен 2 профильных фасонных поверхностей 1 трещин и изломов 9 нарушение геометрической формы . Как видно из этих данных наибольший процент износа приходится на цилиндрические поверхности деталей, поэтому необходимо обеспечить, прежде всего, износостойкость именно этих поверхностей трения.