Повышение сопротивления контактному выкрашиванию гетерогенным деформационным упрочнением статико-импульсной обработкой

• Автор: Баринов, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.08, 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Долговечность деталей машин, работающих в условиях контактноусталостного нагружения. Показатели качества поверхностного слоя деталей машин, определяющие долговечность при контактноусталостном нагружении. Технологические способы обеспечения сопротивления контактному выкрашиванию деталей машин. Метод статикоимпульсного упрочнения. ОБЩАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. Методика создания упрочненного поверхностного слоя с различной равномерностью статикоимпульсной обработкой . Оборудование для исследования сопротивления контактному выкрашиванию. Методика испытаний на сопротивление контактному выкрашиванию. Выводы. Анализ способов расчета эшор микротвердости. Методика определения микротвердости при помощи программы 3. ГЕТЕРОГЕННО УПРОЧНЕННОГО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ. Оценка сопротивления контактному выкрашиванию гетерогенно упрочненной поверхности 8
грузки примерно в два раза для млн. Различная микроструктура поверхностного слоя позволяет повышать или снижать контактную выносливость деталей машин.

Условие контактной прочности

где Оншах и аНшах соответственно действующее и допускаемое контактное напряжение при пиковой максимальной нагрузке, МПа. Контактная выносливость это способность рабочих поверхностей контактирующих деталей противостоять контактной усталости. Количественной оценкой контактной выносливости является величина контактного давления при заданном числе циклов не приводящем к выкрашиванию. Условие прочности по критерию контактной выносливости
где ан и ан соответственно действующее и допускаемое циклическое контактное напряжение, МПа. Ъ размер малой полуоси эллипса пятна контакта, мм. Часто долговечность деталей машин, выход из строя которых связан с действием переменных контактных напряжений, т. Поверхностные выкрашивания часто являются катализатором глубинных разрушений, которые в общем случае могут возникать и вне зависимости от появления поверхностных выкрашиваний. Глубинные выкрашивания являются наиболее опасным видом контактного разрушения. Однако контроль указанных параметров не всегда гарантирует требуемый ресурс. Важным представляется учет дополнительных критериев, которые позволяют более полно отобразить картину изнашивания при действии контактных циклических нагрузок, и соответственно назначать необходимые характеристики поверхностного1 слоя, требуемые для повышения долговечности деталей. Па процесс контактной усталости деталей машин оказывают влияние многочисленные факторы, связанные с состоянием поверхностного слоя деталей машин и с условиями работы рис. Рис. Контактная выносливость деталей машин повышается с увеличением их размеров , , . Это можно объяснить различием градиента напряжений и разностью скоростей деформаций на телах неодинаковых размеров. Так, с уменьшением размеров контактных площадок, возникают большие градиенты напряжений, которые увеличивают различие между степенями деформирования соседних микрообъемов, что приводит к нарушению стабильности их состояния и связей между ними, одновременно уменьшая поддерживающее влияние соседних микрообъемов. Рис. В работе влияние размеров деталей на долговечность в условиях контактной усталости исследовалось на шарах с диаметрами 7, мм, ,7мм и ,8 мм при их качении в паре с цилиндром диаметром 0 мм под нагрузкой обеспечивающей равенство контактного давления. Установлено, что с увеличением размеров шаров возросла их контактная выносливость, которая составила соответственно и 6 циклов. Форма контактирующих поверхностей является одним из факторов, играющим существенную роль в процессах разрушения рабочих поверхностей. Гак при равных величинах контактного давления, нормальных и максимальных касательных напряжений, реальные условия работы деталей могут различаться в зависимости от сочетаний кривизн их рабочих поверхностей. Установлено, что при испытании шара , мм в паре с тороидом, имевшим радиусы К2 4, и мм средняя долговечность образцов составила примерно 0, циклов. При сочетании бочкообразного ролика 2,5 i2 6, мм с цилиндром 2i оо, 8, мм средняя долговечность образцов составила 6 циклов. По мнению авторов , столь резкая разница в долговечности между образцами объясняется действием касательных сил, возникающих в результате дифференциального проскальзывания сопряженных поверхностей, которое увеличивается с увеличением изогнутости площадок контакта. С уменьшением шероховатости поверхности детали, возрастает е контактная выносливость. Это объясняется тем, что уменьшение шероховатости приводит к увеличению фактической площади контакта, которая в свою очередь уменьшает величину контактного давления тем самым, повышая контактную выносливость поверхностного слоя. Так по опытам Д. Нимана , проведенным на роликах из углеродистой стали 0, С, НВ 0 в условиях фрикционного качения, контактная прочность ведущего ролика с тонкой шлифовкой была увеличена на , с полировкой и притиркой на . В работе И. А. Букуса, выполненной на конических роликах из легированных сталей с тврдостью НВ , в условиях ступенчатого нагружения было выявлено, что с уменьшением высоты поверхностных неровностей с 2,3 до 1,1 мк контактная прочность увеличивается на . Исследованиями Ю. А. Мишарина и А.