Повышение эксплуатационной стойкости деталей машин методом фрикционной металлизации

• Автор: Манаков, Алексей Леонидович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 120 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.ФРЕТТИНГ-КОРРОЗИЯ И МЕТОДЫ ЕЕ СНИЖЕНИЯ
1.1. Основные закономерности трения и изнашивания твердых тел
1.2. Фреттинг как вид изнашивания
1.3. Методы борьбы с фреттинг - коррозией
1.3.1. Применение смазок
1.3.2 Анализ возможности применения твердых металлических смазок
1.3.3 Методы создания мягких покрытий на поверхности деталей
1.4. Цели и задачи исследований
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Экспериментальная установка для фрикционной металлизации
2.2. Стенд для исследования фрикционной металлизации
2.3. Методика оценки качества металлизации
2.3.1 Сплошность покрытия
2.3.2 Толщина наносимого слоя
2.3.3 Шероховатость поверхности
2.4. Оценка трибологических свойств покрытия
2.4.1. Методика определения коэффициента трения
2.4.2. Определение предельной нагрузки в паре трения
2.4.3. Оценка стойкости к фреттинг - усталости
2.5. Металлографические исследования
Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ФРИКЦИОННОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ
3.1. Оценка влияния режимов металлизации на качество покрытия
3.1.1. Среда, смачивающая поверхности
3.1.2. Удельное давление
3.1.3. Скорости скольжения
3.1.4. Количество продольных проходов
3.2. Определение трибологических характеристик покрытия
3.2.1. Коэффициент трения
3.2.2. Предельная нагрузка в зоне трения
3.2.3. Фретинг - усталости
3.3. Металлографические исследования структуры поверхностного
слоя стальной детали после фрикционной металлизации
Выводы
4. ЭЛЕКТРОФРИКЦИОННАЯ МЕТАЛЛИЗАЦИЯ
4.1. Контактная поверхность
4.2. Электрический ток в скользящих контактах
4.3. Модель электрофрикционной металлизации
4.4. Методика проведения испытаний и их результаты
4.4.1. Стенд для электрофрикционной металлизации
4.4.2. Экспериментальное исследование ЭФМ
4.4.3. Анализ результатов испытаний
4.4.4. Рекомендуемые параметры ЭФМ
Выводы
5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ
ФРИКЦИОННОЙ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
При эксплуатации большинства машин и механизмов за счет вибрации возникают незначительные возвратно-поступательные перемещения между смежными элементами. Эти элементы могут находиться в состоянии номинального покоя относительно друг друга, но тем не менее в них происходит вибрационное скольжение с небольшой амплитудой. Микросмещения сопряженных поверхностей могут совершаться также вследствие деформации деталей под нагрузкой. Результатом этого скольжения является истирание, которое определяется как фреттинг-изнашивание. В любой ситуации, где поверхности находятся в контакте и подвергаются случайной вибрации и переменным нагрузкам, имеется возможность возникновения фреттинга.
Повреждения, вызываемые этими перемещениями, неизбежно приводят к уменьшению прочности конструкции, потере работоспособности соединений и преждевременному разрушению. Повреждения поверхности вследствие фреттинг-изнашивания служат концентраторами напряжений и снижают предел усталости. Иногда усталостные трещины и продукты изнашивания появляются на валах под напрессованными на них дисками, колесами, муфтами и кольцах подшипников качения на осях и ступицах колес подвижного состава железных дорог на запрессованных вкладышах подшипников, а также на пригнанных поверхностях шпоночных, шлицевых, болтовых заклепочных соединений в местах, расположенных вдали от расчетных, опасных сечений.
Выбор эффективных методов и средств снижения неблагоприятного воздействия фреттинг-усталости и фреттинг-износа базируется на представлениях о механизме этого явления, сформулированных в работах А.Я. Алябьева, Л.Т. Балацкого, Н.Л. Голего, B.C. Ивановой, Ж. Кортена,
выключателя А подается на автотрансформатор АТ, к которому присоединен якорь двигателя Я с последовательно включенной обмоткой возбуждения ОВ. Для контроля выходного напряжения автотрансформатора АТ установлен вольтметр V.
Характеристики образцов, подвергнутых испытанию, приведены в табл. 2. 1.
Таблица 2.1 Характеристики испытуемых образцов
№ Диаметр, мм Ширина, мм Материа л Шерохо- ватость Ка, мкм Термо- обработ- ка Твердость же
1 100 20 Стать 45 2.5 З + О
2 75 20 Сталь 45 2.5 З + О
3 50 20 Стать 45 2.5 Норм
Для фрикционной металлизации используется технологическая насадка, повторяющая схему металлизатора, приведенную на рис. 2.3.
При диаметре образцов сі = 0,1 м угловая частота

о = — = 5,024 1/с,

а максимальная скорость трения

У = со--0,25 м/с.

Для оценки влияния нанесенного материала на фрикционные характеристики используется измерительная насадка, схема которой показана на рис. 2.7. Она выполнена в виде стальной скобы 1 с размерами Ь и б,