Повышение работоспособности металлорежущего оборудования за счет введения фуллероидных наномодификаторов в смазочные материалы

• Автор: Федосов, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.03.01, 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 179 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Динамические характеристики трения. Проблема возникновения фрикционных автоколебаний

1.2. Основной подход при оценке плавности и чувствительности

перемещений в металлорежущих станках.

1.3. Основной подход при оценке антискачковых свойств материалов направляющих станков.

1.4. Задачи совместимости и структурной приспосабливаемости.

Общий подход.

1.5. Моделирование кинетики изнашивания при циклических силовых воздействиях.

1.6. Цель и задачи исследования

2. АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
В ПРОЦЕССЕ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА ПАР ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
2.1. Оценка плавности и чувствительности перемещений.
2.2. Определение приведенной жесткости привода.
2.3. Оценка антискачковых свойств триботехнических и смазочных материалов направляющих скольжения станков.
2.4. Оценка кинетики изнашивания при циклических силовых воздействиях
2.5. Оценка структурной приспосабливаемое и совместимости
материалов контактирующих поверхностей.
3. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ, ПРОТЕКАЮЩИМИ В
ТРИБОСОПРЯЖЕНИЯХ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ, ПОСТРЕДСТВОМ ПРИМЕНЕНИЯ АКТИВНЫХ ПРЕПАРАТОВ ФУЛЛЕРОИДНЫХ НАНОМОДИФИКАТОРОВ
3.1. Основные эксплуатационные требования, предъявляемые к
смазочным материалам, применяемым в технологическом оборудовании.
3.2. Классификация и основные характеристики активных препаратов, применяемых к ЖСМ.
3.3. Применение наномодификаторов карбоновой группы фулле
роидных наномодификаторов для решения триботехнических задач.
3.3.1. Общее состояние проблемы получения и использования
фуллероидных наномодификаторов.
3.3.2. Подготовка и способы введения фуллероидных наномодификаторов в смазочные материалы
3.3.3 Механизм работы углеродных фуллероидных наномодификаторов в трибосопряжениях.
3.4. Результаты и выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
В МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ С УЧЕТОМ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ И СОСТОЯНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ
4.1. Выбор методов и средств триботехнических испытаний и кон
троля показателей качества поверхностного слоя трибосопряжений
4.2. Триботехнические стенды.
4.3. Измерительновычислительные комплексы контроля парамет
ров качества поверхностного слоя деталей пар трения и свойств ЖСМ с АП.
4.4. Стендовые и натурные испытания ЖСМ с АП.
4.4.1. Результаты исследования образцов на стенде модели МТ
и стандартной четырехшариковой машине трения ЧШМ 3,2
4.4.2. Исследования структурных изменений поверхностных слоев стальных образцов под действием активных препаратов
4.4.3. Результаты исследования триботехнических характеристик пар
трения с использованием в ЖСМ АП ФН на стандартных триботехнических стендах СМТ1 и СМЦ2
4.5. Оценка реологических характеристик ПСМ содержащих АП.
4.6. Натурные испытания АП ФН к жидким смазочным материалам
на токарновинторезном станке
4.7. Результаты и выводы по главе.
5. РАЦИОНАЛЬНЫЙ ВЫБОР СОСТАВА АП В СМ СИСТЕМЫ
СМАЗКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ
5.1. Алгоритм автоматизированной системы выбора рационального
состава АП в СМ системы смазки.
5.2. Техникоэкономическое обоснование эффективности приме
нения в металлорежущем оборудовании индустриального масла И НМ, содержащего в своем составе АП ФН
5.2.1. Постановка вопроса
5.2.2. Методика оценки экономической эффективности применения индустриального масла И НМ на металлорежущем оборудовании
5.2.3. Расчет экономической эффективности применения масла И НМ на металлорежущем оборудовании.
5.2.4. Расчет интегрального экономического эффекта и срока окупаемости затрат
5.3 Результаты и выводы по главе
ОБЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Достоверность результатов исследования контактных взаимодействий трибосопряжений подтверждена удовлетворительным соответствием результатов с основополагающими решениями, полученными в работах по процессам трения в трибосопряжениях технологических систем механической лезвийной обработки, а также результатами исследований других авторов. Новизна выполненных технических решений подтверждается соответствующими техническими актами, приложенными в работе. Результаты теоретических и экспериментальных исследований параметров пар трения скольжения и эксплуатационных характеристик качества работы трибосопряжений металлорежущего оборудования. Принцип действия и конструкции триботехнического стенда Износ, а также приспособления для накатывания износостойких покрытий, выполненного на базе токарного станка, методики измерения с применением ИВК для оценки параметров качества поверхностного слоя деталей пар трения Профиль, i i. Предложенная модель процесса трения и изнашивания, учитывающая с необходимой полнотой влияние АП в ЖСМ на параметры трения и износа трибосопряжений. Система комплексного мониторинга параметров качества и диагностики состояния поверхностного слоя пар трения для обеспечения управления процессом трения и износа деталей трибосопряжений металлорежущего оборудования. Выдвинутая, экспериментально обоснованная и инструментально подтвержденная модель действия АП ФН на ЖСМ и поверхности трения. Созданная и апробированная на практике эффективная система адаптации АП в ЖСМ на основе дифференцированного учета физикохимических свойств АП ФН. Личный вклад автора. В диссертации изложены результаты исследований, полученные автором самостоятельно, а также совместно с сотрудниками ГОУ ВПО ПИМаш В. М. Петровым, В. А. Никитиным, Д. В. Васильковым ГОУ ВПО СПбГТТУ С. АП ФН. Реализация результатов работы. СОТС и СОТС на водной основе, содержащих наномодификаторы карбоновой группы фуллероидные материалы ОАО Концерн Силовые машины ЛМЗ, ЗАО Завод Композит. ГОУ ВПО СПбГПУ, кафедра ДОС, ФГУП ВНИИЖТ г. Москва, ФГУП ВНИКТИ г. ФГУП Русэкотранс. Триботехника по разделу Применение модификаторов и антифрикционных препаратов для создания триботехнических материалов с особыми свойствами. Взаимозаменяемость и стандартизация и Метрология по разделу Методы и средства контроля параметров точности и качества. Основы технологии машиностроения по разделу Влияние параметров точности и качества на основные эксплуатационные характеристики пар трения . Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались в период с г. С.Петербург, i , 4 ii Ii i i I , . Международной научнопрактической конференции Автоматизация технологических процессов в машиностроении. Режущий инструмент и оснастка г. С.Петербург, Международной научно практической конференции Технологии третьего тысячелетия г. С.Петербург, Международной научнопрактической конференции, посвященной 0 летию СанктПетербурга Безопасность водного транспорта г. С.Петербург, Международном симпозиуме по транспортной триботехнике Триботехника на транспорте Транстрибо, , г. С.Петербург, СПбГТУ, , , 6ой Международной практической конференции выставке Технологии ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций ФГУП Рособоронэкспорт ДГУП Гранитный г. Североморск, на V съезде Российского Автотранспортного Союза и Расширенного заседания Совета Службы автомобильного и городского транспорта и транспортной инспекции Министерства Транспорта России г. Москва, ФГУП ПКБ ЦТ МПС г. Москва, ГУП Московский метрополитен г. Москва, ФГУП ВНИКТИ г. Коломна, , ФГУП ВНИИЖТ г. Москва, . Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано печатных работы. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 6 наименований и содержит 9 страниц текста, включая 9 таблиц, рисунок и три приложения, которые подтверждают работоспособность разработанных алгоритмов и внедрение результатов диссертационной работы на отраслевом и региональном уровнях. В первой главе дается анализ проблемы, связанной с обеспечением требуемой работоспособности технологического оборудования.