LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Поліпшення експлуатаційних характеристик деталей приладів шляхом формування функціональних поверхонь з дискретно-орієнтованою топографією

України.

Структура та об'єм роботи. Дисертація складається із вступу, 5 розділів, загальних висновків, переліку використаних джерел та додатків. Повний обсяг роботи складає 208 сторінок. Вона містить 170 сторінок, в тому числі 71 ілюстрацію, 9 таблиць, 3 додатки на 23 сторінках та список з 219 використаних джерел на 14 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі розкривається зміст і стан вирішення наукової задачі, її значимість для науки і промисловості, визначена мета і задача дослідження, сформульована наукова новизна і показана практична цінність отриманих наукових результатів та наведені дані про публікації та апробацію роботи.

У першому розділі виконано огляд літературних джерел стосовно стану досягнень та проблем формування поверхні деталей з високими якісними показниками для роботи в умовах фрикційного контакту, що забезпечують експлуатаційні характеристики і надійність приладів систем керування рухомими об'єктами (СКРО).

Розглянуто понад 200 вітчизняних і зарубіжних літературних джерел, які присвячені основним теоретичним положенням і конкретним дослідженням в області технології приладобудування, розробки нових технологій поверхневої модифікації деталей функціонального призначення, визначенню механізмів тертя і зношування та методів їх зниження, збільшенню терміну служби приладів за рахунок поліпшення якості та експлуатаційних характеристик вузлів тертя.

Значний науковий вклад у розвиток технології приладобудування, дослідження і розробку методів модифікації поверхневих шарів деталей у вузлах з фрикційним контактом внесли багато вітчизняних і зарубіжних вчених:

Бабичев М.А., Бершадський Л.М., Боуден Ф.П., Гаркунов Д.М., Дерягін Б.В., Дроздов Ю.М., Дьомкін М.Б., Киричок П.О., Костецький Б.І., Крагельский І.В., Марочкін В.М., Остаф'єв В.О., Петров М.П, Посвятенко Е.К., Рейнольдс O., Румбешта В.О., Снеговський Ф.П., Суслов А.Г., Тейбор Д., Фельдман Я.С., Харламов Ю.А., Хрущов М.М., Чичинадзе А.В., Шнейдер Ю.Г. та інші.

Аналіз чинників, що впливають на технічний стан та відмову приладів СКРО при експлуатації показує, що працездатність таких систем багато в чому залежить від елементів, які містять деталі пар тертя. Недостатня мастилоємність поверхонь тертя призводить до адгезійної взаємодії пар тертя і, як наслідок, схоплення та заїдання у рухомих вузлах, що позначається на швидкодії системи та її безвідмовній роботі. Особливо критична недостатня мастилоємність поверхонь тертя при тривалому зберіганні приладів, під час якого адгезійна взаємодія або корозія поверхонь може призвести до втрати працездатності вузла і відмови всього приладу. Інтенсивне зношування пар тертя призводить до порушення прецизійних розмірів у вузлах, що впливає на точність і стабільність параметрів приладу, вносить систематичні похибки від часу його напрацювання. Зниження коефіцієнту тертя у рухомих вузлах виконавчих органів приладів дозволить підвищити чутливість і швидкодію систем, зменшити непродуктивні енерговитрати на подолання сили тертя, що особливо актуально для вузлів виконавчих органів СКРО через малий технологічний зазор у вузлі, який забезпечує точність функціонування системи.

Аналіз науково-технічної літератури визначив круг питань, пов'язаних з метою технологічного забезпечення високих і стабільних показників експлуатаційних характеристик приладів СКРО. Проведена оцінка методів і способів формування і зміцнення поверхонь деталей, прогнозування напружено-деформованого стану, зносостійкості і коефіцієнту тертя в прецизійних вузлах, що працюють в умовах фрикційного контакту. Визначено, що забезпечення діапазону допустимого тертя без пошкодження і мінімізація зношування у рухомих вузлах можливе за рахунок створення функціональних поверхонь деталей, які здатні забезпечити високі і стабільні показники експлуатаційних характеристик, збільшення безвідмовної роботи приладів.

На основі проведеного аналізу визначена наукова задача поліпшення експлуатаційних характеристик і надійності приладів систем керування рухомими об'єктами шляхом створення на робочих поверхнях деталей дискретно-орієнтованої топографії з раціональними параметрами та технологічними режимами її формування, що забезпечать поліпшення функціональних характеристик вузлів тертя приладів: антифрікційність, несучу здатність, зносостійкість.

В другому розділі проведена структуризація дослідження на основі поставленої задачі, розроблені методологія і загальна схема проведення досліджень, викладені основні методи та методики експериментальних досліджень, приведені експериментальні установки, визначені методи планування та обробки результатів експериментів.

Як об'єкт досліджень вибрано вид сформованої динамічним методом поверхнево-пластичної деформації (ППД) поверхні деталі, що працює в рідинному режимі тертя при експлуатаційних умовах. Показником стану поверхні визначені триботехнічні характеристики вузла тертя: інтенсивність зношування, коефіцієнт тертя і режим змащування.

Розроблена методологія дослідження параметрів та режимів формування поверхонь деталей в залежності від властивостей матеріалів і умов експлуатації. В задачу дослідження входить визначення функціональних властивостей пар тертя: антифрикційність, зносостійкість, мастилоємність та встановлення на їх основі раціональних параметрів топографії поверхонь. При дослідженні технологічного процесу як предмет дослідження визначені параметри сформованої поверхні тертя на матеріалах: алюміній A5 ГОСТ 11069-2001, сплави алюмінію "алкусин" і АК6 ГОСТ 4784-97, сталі 25Л, 35Л та 55Л ГОСТ 977-88, легована сталь 18Х2Н4МА ГОСТ 4543-71, чавун ВЧ60-2 і ВЧ120-4 ДСТУ 3925-99. На триботехнічні характеристики суттєво впливають геометричні параметри деталей і вузла, тому вибрано пару тертя "вал-втулка" (втулка – сплав АК6, вал – сталь 18Х2Н4МА), в процесі роботи якої виникають різні режими тертя від сухого до гідродинамічного, що дозволяє врахувати вплив режимів тертя на функціональні властивості поверхні.

Для досягнення мети роботи розроблена методологія дослідження з плануванням експерименту. Для реалізації експериментальних досліджень застосовано ряд методик на основі як стандартних, так і оригінальних методів фізичного моделювання процесів:

  • методика визначення технологічних режимів формування поверхні;

  • методика формування поверхні у вигляді еліпсоїдних лунок на основі розроблених здобувачем в співавторстві способу виготовлення поверхонь тертя віброударним методом ППД;

  • методики експериментального дослідження трибологічних характеристик у вузлі тертя.

Для формування поверхні з необхідними функціональними характеристиками запропонована методика розрахунку параметрів поверхні з дискретно-орієнтованою топографією (ДОТ). За допомогою методики