Технологическое повышение износостойкости деталей с криволинейными поверхностями трения

• Автор: Горленко, Александр Олегович
• Шифр специальности: 05.02.08, 05.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 262 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Г ЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ С КРИВОЛИНЕЙНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ ТРЕНИЯ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Применение деталей с криволинейными поверхностями

трения в машинах.

1.2. Контактное взаимодействие криволинейных поверхностей трения.

1.3. Трение и изнашивание пар с криволинейными профилями рабочих поверхностей.

1.4. Конструкторскотехнологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин.

1.5. Технологические методы повышения износостойкости

деталей с криволинейными поверхностями трения

1.6. Выводы, цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Методология проведения теоретических исследований
2.2. Методология проведения экспериментальных исследований
2.2.1. Материалы, образцы, детали
2.2.2. Проведение испытаний на изнашивание.
2.2.3. Методы определения параметров качества поверхностного слоя и эксплуатационных показателей
2.3. Технологические методы упрочнения криволинейных поверхностей.
2.3.1. Установка для электромеханической обработки.
2.3.2. Инструментальная и технологическая оснастка.
ГЛАВА 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КАЧЕСТВА КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ
3.1. Обобщенная модель для представления формы сложно описываемых криволинейных поверхностей
3.2. Контактное взаимодействие трущихся криволинейных поверхностей
3.2.1. Контакт выпуклой и вогнутой сфер.
3.2.2. Контакт кулачковой поверхности с толкателем, имеющем форму плоской тарелки.
3.3. Закономерности изнашивания криволинейных поверхностей трения
3.3.1. Выбор рациональных форм изнашиваемых деталей
с криволинейными поверхностями.
3.3.2. Оценка формы изнашиваемых элементарных криволинейных поверхностей трения.
3.3.3. Установление требуемой закономерности изнашивания
для элементарных криволинейных поверхностей трения.
3.4. Модель изнашивания криволинейных поверхностей трения
3.5. Закономерности изменения параметров качества криволинейных поверхностей трения в зависимости от заданного закона изнашивания вдоль их образующих.
3.6. Взаимосвязь износостойкости с параметрами качества поверхностного слоя и условиями трения.
Выводы.
ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ЗАКОНОМЕРНОГО ИЗМЕНЕНИЯ КАЧЕСТВА
КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ
4.1. Система формирования параметров качества и
эксплуатационных свойств криволинейных поверхностей трения при упрочняющей обработке.
4.2. Формирование качества поверхностного слоя при упрочняющей обработке.
4.3. Закономерности изменения режимов в процессе обработки в зависимости от законов изменения параметров качества криволинейных поверхностей
4.4. Сравнительный анализ применения технологических методов с целью обеспечения закономерно изменяющегося качества
и износостойкости криволинейных поверхностей
ГЛАВА 5. УСТАНОВЛЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С УСЛОВИЯМИ ИХ
ОБРАБОТКИ.
5.1. Сравнительный анализ методов моделирования в триботехнологических исследованиях
5.2. Математикостатистический подход к описанию взаимосвязи износостойкости поверхностей трения с условиями их обработки
5.3. Применение метода нейросетевого моделирования к процессу формирования эксплуатационных свойств криволинейных поверхностей трения при упрочняющей обработке.
5.4. Испытания на нейросетевой модели. Результаты экспериментальной проверки модели.
ГЛАВА 6. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАКОНОМЕРНОГО ИЗМЕНЕНИЯ КАЧЕСТВА КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРЕНИЯ
6.1. Автоматизированная система управления режимами
электромеханической обработки АСУ ЭМО в процессе упрочнения криволинейных поверхностей общая схема
6.2. АСУ ЭМО на основе функциональных преобразователей
6.3. АСУ ЭМО с использованием репрограммируемых постоянных запоминающих устройств РПЗУ
6.4. АСУ ЭМО с управлением от персональной ЭВМ
6.5. Адаптивная система управления процессом ЭМО
ГЛАВА 7. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И
РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
7.1. Пара трения сателлит чашка корпуса дифференциала
7.2. Пара трения сферическая опора корпус.
7.3. Узел трения кулачковый вал толкатели.
7.4. Расчет экономической эффективности.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Вводятся также дополнительные параметры и функции, например функция распределения высот выступов, относительная опорная длина профиля, функция, описывающая очертание неровностей, и т. В этой связи различают геометрическую, номинальную на основе учета влияния макроотклонений, контурную на основе учета влияния волнистости и фактическую на основе учета влияния шероховатости площади контакта. Применительно к этим площадям рассматривают и соответствующие давления. Н.Б. Демкиным, И. В. Крагельским, Н. М. Михиным и др. В работах , , 1 представлены фрактальные модели контакта шероховатых поверхностей, разработанные на основе не зависящих от масштаба времени статистических параметров шероховатой поверхности, таких как среднеквадратические значения высоты выступов, наклона и кривизны. Из моделей следует, что характеристики контакта достаточно чувствительны к фрактальным параметрам шероховатости. Как показывает анализ источников, в настоящее время достаточно изучены характеристики контактирования двух гладких упругих сфер, гладкой упругой сферы с шероховатой плоскостью, шероховатой сферы с гладкой упругой плоскостью, шероховатых сфер и плоскости, шероховатых сфер. В меньшей мере изучен контакт двух криволинейных поверхностей, в частности выпуклой и вогнутой, с учетом их шероховатости, волнистости, макроотклонений, физикомеханических свойств поверхностного слоя. Отсутствует и методика расчета контактного взаимодействия выпуклой и вогнутой криволинейных поверхностей при наличии центрального отверстия по оси симметрии контакта. Прониковым разработана методика расчета на износ, в том числе и сферических сопряжений равных радиусов при наличии центрального отверстия в корпусе и лыски на сферической пятке рис. Р нагрузка п частота вращения. Общий подход к расчету долговечности сферических и шарнирных подшипников по критерию износа дан в работах Ю. В.Н. Артамонова 1, . Получены зависимости для определения среднего нормального зазора 8. Рис. Рис. А0, размерный коэфициент иск2,0Ру скорость скольжения, мс здесь 3 угол качения, град у число колебаний полных циклов в минуту р нагрузка Нм2 I среднетемпературный режим, С. Как показывают исследования по синтезу кулачковых механизмов , представляющих собой пары с криволинейным профилем поверхности трения, для обеспечения их работоспособности необходимо, чтобы мощность трения Ыур, возникающая в процессе эксплуатации, не превышала некоторую величину, зависящую от свойств применяемых материалов и качества поверхности контактирующих тел. Однако это условие не всегда позволяет обеспечить необходимую долговечность механизмов износа неравномерного износа профиля кулачка и толкателя. Г Рс и 1. Р. 1. Г коэффициент трения рс контурное давление, возникающее в процессе эксплуатации и скорость трения п относительная частота вращения контактирующих тел Я1Р текущий радиусвектор профиля, соединяющий его ось вращения с точками криволинейной поверхности. В этих условиях износ поверхностей вследствие проскальзывания весьма значителен, что приводит к снижению срока службы механизма. Ьтр путь трения с коэффициент, определяемый микрогеометрическими, физикомеханическими характеристиками пары трения и видом контакта пр величина, зависящая от кривизны соприкасающихся тел а параметр, определяющий закономерности фрикционного разрушения шероховатых тел Гк сумма главных кривизн в точке контакта а полуось эллиптической зоны контакта а полуось площадки контакта по направлению скорости оск скорость скольжения в зоне контакта ог скорость перемещения зоны контакта по элементу кинематической пары. Работа пар с криволинейным профилем поверхности трения сопровождается многократными смещениями контактирующих поверхностей и повторными приложениями нагрузки. При этом в результате перераспределения площади фактического контакта происходят дополнительные пластические деформации неровностей. Такие условия эксплуатации приводят к контактному и усталостному разрушению сопряженных поверхностей, а в некоторых случаях неизбежным является возникновение процессов микрорезания. Величина контактных перемещений упя, соответствующих появлению пластических деформаций на площадках контакта, может быть рассчитана по уравнению
1.