Разработка научных основ повышения работоспособности рабочих органов и инструментов машин и оборудования лесного комплекса

• Автор: Пыриков, Павел Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.21.05, 05.21.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 326 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1 АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ОТКАЗОВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ИНСТРУМЕНТОВ МАШИН

И ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА

1.1 Типы, назначение и конструктивные характеристики

объектов исследований

1.2 Анализ условий эксплуатации объектов исследований.

1.3 Условия отказов и закономерности потери работоспособности

1.4 Технологическое обеспечение работоспособности.

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ УПРАВЛЕ1 ГИЯ ПАРАМЕТРАМИ СОСТОЯНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ИНСТРУМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ОТРАСЛИ

2.1 Управление состоянием поверхностей рабочих органов

и инструментов при индуцировании в магнитном иоле
2.2 Управление состоянием поверхностей рабочих органов
и инструментов при индуцировании в условиях термической стимуляции
2.3 Управление состоянием поверхностей рабочих органов
и инструментов при индуцировании в условиях электролиза
3 ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ БЛАГОПРИЯТНОЙ СОВОКУПНОСТИ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ РАБОЧИХ ОРГАНОВ
И ИНСТРУМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ОТРАСЛИ
3.1 Обоснование условий управления параметрами состояния рабочих
поверхностей на основе кристаллографического упорядочения
3.2 Анализ гидродинамических условий обеспечения управляемого формирования совокупности параметров состояния поверхностных слоев исследуемых объектов.
3.3 Анализ термокинетических условий обеспечения управляемого формирования совокупности параметров состояния поверхностных слоев
исследуемых объектов
4 ОСОБЕННОСТИ РАЗРУШЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ИНСТРУМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ОТРАСЛИ С АНИЗОТРОПНЫМ СОСТОЯНИЕМ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ.
4.1 Анализ напряженнодеформационного состояния НДС
в анизотропном упругосимметричном полупространстве
4.2 Закономерности разрушения и изнашивания тексгурированных инструментальных материалов
4.3 Прогнозирование формируемых состояний режущей части
инструментов при обеспечении сопротивляемости различн,м видам
разрушения на основе нейросетей.
5. РАЗРАБОТКА ТЕХИОЛО ИЧЕСКИХ ОС ЮВ И СРЕДСТВ УПРОЧНЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ИНСТРУМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ОТРАСЛИ
5.1 Формирование анизотропного состояния на основе управления
напряженным состоянием режущей части инструмента
5.2 Разработка способов комплексного упрочнения
5.2.1 Управление физикомеханическими характеристиками инструментальных материаюв при термомагнитном воздействии.
5.2.2 Управление шероховатостью и структурным
состоянием поверхностных слоев
5.2.3 Обеспечение поверхностной прочности инструментов
при управлении остаточными напряжениями и микротвердостью.
5.3 Формирование многофункциональных анизотропных покрытий
6 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
6.1 Исследуемые материалы. Подготовка образцов.
6.2 Методика исследования состояния материалов.
6.2.1 Исследования магнитных характеристик материалов
6.2.2 Исследования физикомеханических и триботехнических характеристик.
6.3 Методика исследований закономерностей изнашивания материалов
6.4 Методика оценки величины износа образцов.
7 ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ИНСТРУМЕНТОВ ПРИ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКЕ.
7.1 Управление характеристиками поверхностных слоев инструментов при механической и магнитострикционной формах упрочнения
7.2 Управление характеристиками поверхностных слоев инструментов при комплексном термомагнитном воздействии
7.2.1 Управление микротвердостыо
7.2.2 Управление остаточными напряжениями.
7.2.3 Управление параметрами шероховатости поверхности
7.2.4 Управление поверхностной прочностью
7.3 Управление микротвердостыо и остаточными напряжениями
в текстурированных электролитических покрытиях.
8. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ И РЕЖИМОВ УПРОЧНЯЮЩИХ ОБРАБОТОК НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ИНСТРУМЕНТОВ.
8.1. Исследование работоспособности инструментов
с регламентированным уровнем напряженного состояния.
8.2. Исследование работоспособности инструментов
после комплексного упрочнения.
8.3 Исследование работоспособности инструментов
с текстурированными покрытиями
8.4. Адаптация технологий упрочнения инструментов
и промышленные рекомендации по их применению
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы


Причем, в зависимости от полиморфной модификации структуры, числа систем скольжения и ориентации кристаллографических направлений по отношению к вектору деформирующей нагрузки, величина критических напряжений, по достижении которой, наряду с магистральной, образуются периферийные субмикротрещины, оказывается различной ,,,,,,, снижаясь с уменьшением содержания в структуре углерода и, как следствие, уменьшением критического напряжения скольжения. Это в свою очередь сужает интервал кристаллографических ориентировок, для которых характерно хрупкое разрушение. Наряду с деформационными свойствами, антифрикционные свойства металлов также в значительной степени связаны с квазиизотропией структуры. Си ГЦК по плоскости 1 коэффициенты трения и адгезия более низкие, чем при трении по плоскости 0. Коэффициент адгезии до процесса трения по плоскости 0 в 3 раза больше, чем по плоскости 1, а после трения оказывается в раз больше. Коэффициент трения Со ГПУ значительно меньше, чем Си и У ОЦК. Кроме того, при повышении температуры на поверхности контакта и аллотропных превращениях в модификацию ОЦКрештки отмечается интенсификация процессов схватывания с одновременным импульсным увеличением силы трения. Различие в коэффициентах трения скольжения для поликристаллических и монокристаллических состояний, по данным 4,,,,9, может составлять до 3 раз. В целом обращает внимание отсутствие в литературе сведений, раскрывающих механизм влияния свойства анизотропии кристаллов на трибопроцеесы, что не позволяет дать однозначную оценку эффективности управления указанной характеристикой в аспекте обеспечения износостойкости. Вместе с тем, существенная вариация физикомеханических характеристик металлов, обусловленная структурной анизотропией, позволяет предположить о се значительной роли в комплексе составляющих качество поверхности, что обусловливает целесообразность проведения исследований в этом направлении. Таким образом, следует предположить о целесообразности регламентированного упорядочения кристаллографических направлений деформации, что создает предпосылки для тскстурироваиия и на этой основе позволяет управлять физикомеханическими характеристиками конструкционных и инструментальных материалов. При этом в литералуре весьма ограничен объм информации, касающейся аналитического обоснования параметров формируемых структур и технологических рекомендаций по их обеспечению. Наиболее сложноуправляемыми и, вместе с тем, существенно влияющими на работоспособность инструмента оказываются остаточные напряжения. Остаточные напряжения сжатия, наоборот, способствуют повышению усталостной прочности, закрывая устья субмикроскоиических трещин и препятствуя попаданию в них химически активных сред, приводящих к охрупчиванию. Однако, увеличение сжимающих напряжений свыше 0 МПа не оказывает существенного влияния на износ при нормальной температуре ,7,5. Глубина распространения остаточных напряжений составляет в среднем 0. Исходя из этого, следует считать, что в случае присутствия в зоне резания абразивных частиц, вызывающих микропластическое воздействие, возможность управления стойкостью за счт регламентации уровня остаточных напряжений будет относительно невелика. Таким образом, с учтом влияния рассмотренных выше характеристик функциональных поверхностей рабочих элементов оборудования и режущих инструментов на процессы изнашивания, представляется целесообразным формировать их комплексное сочетание в изнашиваемых участках. При этом необходимость обеспечения сопротивляемости механическому и коррозионноокислительному воздействию является основным критерием в выборе способа обработки. Вопросам технологического обеспечения качества поверхности металлических материалов уделено большое внимание в работах А. М.Буглаева, Н. А.Воронина, К. И. Демьяновского, В. Я.Кершенбаума, Т. Н. Лоладзе, Маталина, Е. А. Памфилова, Э. В. Рыжова, А. П.Семенова, Г. И.Сильмана, В. П.Смоленцсва, А. Г. Суслова, М. М.Хрущова, М. Х.Шоршорова и других исследователей. Обеспечение требуемого сочетания параметров качества поверхности возможно при их последовательном направленном формировании на стадиях термообработки, шлифовании и упрочнения.