Пути повышения циклической долговечности листовых пружинных элементов

• Автор: Шауро, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Конструктивно-технологические пути повышения контактно- 9 циклической долговечности плоских пружинных элементов
1.1 Конструктивные пути повышения надежности и долго
вечности
1.2. Технологические пути повышения долговечности
2. Методики проведения исследований и экспериментов
2.1. Катодно-плазменное азотирование
2.2. Металлографические исследования
2.3. Изучение распределения о стато ч нь! х .;н ап р я ж е н и й
2.4. Износоусталостные испытания
3. Исследование работы полосового клапана с упругим огра- 47 ничителем подъема
3.1. Реальные процессы, протекающие в цилиндре компрес- 48 сора
3.2. Исследование собственных частот и форм колебаний 49 пластин полосовых клапанов
3.3. Изменение давления газа в цилиндре компрессора в 54 процессах всасывания и нагнетания
3.4. Определение площади проходного сечения в щели кла- 57 пана
3.5. Расчет упругой характеристики ограничителя подъема
3.6. Влияние сил инерции пластины и упругого огра- 63 ничителя на работу клапана
3.7. Анализ результатов моделирования
4. Определение оптимальной глубины упрочненного слоя исходя 66 из условий контактного взаимодействия деталей в процессе эксплуатации
4.1. Определение распределения давлений в области контак- 73 та при взаимодействии упругих симметричных тел
4.2. Определение распределения давлений в области контак- 77 та при взаимодействии упругих асимметричных тел
4.3. Определение зоны пластической деформации
5. Катодно-плазменное азотирование
5.1. Оптимизация технологических параметров процесса ка- 81 тодно-плазменного азотирования
5.2. Распределение остаточных напряжений по глубине 95 диффузионного слоя при катодно-плазменном азотировании
5.3. Использование катодно-плазменных технологий для 97 формообразования деталей
6. Испытания материалов при совместном действии циклических 105 напряжений и реверсивного трения
6.1. Влияние совместного действия циклических нагрузок и 106 трения на долговечность образцов
6.2. Влияние условий износоусталостного повреждения на 108 скорость массового износа образцов
6.3. Изменение топологии поверхности при износоусталост
ных испытаниях
Заключение
Список использованной литературы
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Вопросы интенсификации научно-технического прогресса в народном хозяйстве сопряжены с необходимостью решения проблемы повышения долговечности и надежности высоконагруженных узлов и деталей. Компрессорное оборудование нашло широкое применение в различных отраслях промышленности, используется в технологических линиях для получения сжатых газов. Одним из наиболее ответственных узлов компрессоров являются самодействующие клапаны, срок службы которых является определяющим в уровне надежности компрессора. В наиболее тяжелых условиях работы (ударное контактно-циклическое нагружение) находятся упругие элементы клапанов. При проектировании и расчете деталей машин приходится решать целый комплекс взаимосвязанных задач, проводя поиск компромиссных решений для обеспечения различных, зачастую противоречащих друг другу требований. Так, увеличение рабочего хода замыкающего органа клапана повышает экономические показатели работы, снижает потери давления и мощности на всасывании и нагнетании газа в цилиндр компрессора, однако увеличивает несвоевременность закрытия клапана, что ведет к потери производительности, а также увеличивает циклические и ударные нагрузки закрывающих и пружинных частей клапана, снижающие срок службы узла в целом. В данной ситуации важное значение приобретает исследование, моделирование и анализ условий работы деталей и узлов по результатам которого могут быть определены пути совершенствования конструктивно-технологических решений. Надежность клапанов в значительной мере зависит от правильного выбора геометрии, материалов упругих элементов и технологии их изготовления, в связи с чем возникает необходимость в разработке математической модели работы клапана и

разец совершает поступательное или плоскопараллельное движение, так как при этом не возникает необходимости в создании системы перемещения контртела, по своей сложности соизмеримой с самой усталостной машиной.
В работах Л. А. Сосновского, Н. А. Махутова и В. А. Шуринова [74-76] впервые была предпринята попытка рассмотреть процессы совместного действия усталостных и контактных напряжений на поверхности тел с новых позиций, используя комплексный подход к оценке по-врежденности и предельного состояния узлов по критериям износостойкости и сопротивления усталости в совокупности. Это новое направление было названо авторами трибофатикой, представляющей собой науку и технологию комплексной оценки и повышения надежности силовых систем по критериям износостойкости, сопротивления усталости, эрозионной стойкости; изучающей механику, физико-химию и термодинамику процессов деформирования, износа и разрушения твердых тел, закономерности их износоусталостного повреждения. За последнее время в области, касающейся трибофатики было опубликовано около 20 работ [74-97] . В рамках трибофатики основное внимание уделяет-
ся изучению таких комплексных повреждений элементов силовых систем, как фрикционно -механическая усталость, контактно-механическая усталость и фреттинг-усталость. Фреттинг-усталость - это одновременное сочетание фреттинга, приводящего к фреттинг-коррозии и фрет-тинг-изнашиванию, и механической усталости, вызывающей образование и развитие усталостной трещины. В широком смысле термином фреттинг обозначают сложную совокупность механических, физических, химических, тепловых и электрических процессов, которые развиваются в зонах контакта сопряженных деталей при малых колебательных смещениях одной поверхности по отношению к другой.
Контактно-механическая усталость - это одновременное сочетание контактной усталости, вызывающей образование питтингов и износа