LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

раціонального кута b. Мінімальне значення коефіцієнту тертя, зростаючи зі збільшенням навантаження, зміщується в сторону збільшення кута профілю лунки від b = 1,7 при Р = 50 Н до b = 2,7 при Р =150 Н. Зі збільшенням навантаження збільшення кута профілю лунки забезпечує підвищення несучої здатності масляної плівки, хоча при цьому і зростає гідравлічний опір.

При постійному куті профілю лунки b = 1,72 (рис. 9) раціональна щільність лунок змінюється від Ш = 20% при навантаженні Р = 50 Н до Ш = 28% при навантаженні Р = 150 Н. Залежність коефіцієнту тертя від щільності лунок ДОТ поверхні та навантаження у фрикційному контакті вузла, що розрахована за теоретичною моделлю, має тенденцію до зниження коефіцієнту тертя в 1,5 рази (з ~0,0095 до ~0,0065) при збільшенні щільності від 10 до 40% і практично не залежить від навантажень в діапазоні 50...150 Н.

В експерименті мінімальний коефіцієнт тертя становить ~0,003 і обумовлений впливом гідродинамічного режиму тертя. Максимальний коефіцієнт тертя становить ~0,0085 при максимальному навантаженні вузла Р = 150 Н та мінімальній щільності лунок ДОТ поверхні Ш = 10% з кутом нахилу профілю лунки b = 1,03.

Ці значення мають відхилення до 10% від розрахованих для відповідних параметрів по моделі, що не враховує гідродинамічний режим.

Таким чином теоретична модель дозволяє провести оцінку максимального значення коефіцієнту тертя в умовах експлуатації.

Експериментальне дослідження лінійної інтенсивності зношування в парі тертя "вал-втулка" з раціональними параметрами ДОТ поверхні втулки показало залежність зношування від робочого навантаження вузла і параметрів топографії поверхні.

Отримана адекватна за F- критерієм Фішера математична модель залежності лінійної інтенсивності зношування – Іh, м на 1 м шляху, від робочого навантаження вузла Р, і геометричних параметрів ДОТ поверхні: щільності лунок Ш, і глибини лунок h, у вигляді:

.

Збільшення щільності лунок та їх глибини, результатом чого є збільшення мастилоємності та жорсткості поверхні, зменшує інтенсивність зношування у всьому діапазоні навантажень (рис. 10). Зростання глибини лунок від 10 мкм до 40 мкм при постійній щільності лунок, наприклад  = 30%, зменшує зношування втулки в ~ 2,7 рази. При цьому зменшується зношування і немодифікованої поверхні валу у ~1,5 рази. Збільшення щільності ДОТ поверхні втулки при постійній глибині лунки h = 25 мкм (рис. 11) зменшує зношування в ~2,4 рази.

Порівняння результатів розрахунку лінійної інтенсивності зношування Ih за теоретичною моделлю та експерименту вказує на можливість якісного прогнозування зносостійкості ДОТ поверхонь за умов експлуатації. Як в результаті розрахунків за теоретичною моделлю, так і при експериментальних дослідженнях спостерігається тенденція зниження інтенсивності зношування від 2,3 до 3 разів при збільшенні щільності ДОТ від 15 до 40%.

Як показує аналіз дослідження, формування ДОТ поверхні деталей рухомих вузлів приладів з параметрами, визначеними в допустимій області, збільшує зносостійкість поверхонь тертя у 1,5...3 рази та може забезпечити зниження коефіцієнту тертя у рухомому вузлі майже у 2 рази в режимах експлуатації.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі вирішена наукова задача поліпшення експлуатаційних характеристик і надійності приладів системи керування рухомими об'єктами шляхом формування на робочих поверхнях деталей дискретно-орієнтованої топографії. Визначені раціональні параметри дискретно-орієнтованої топографії та технологічні основи її формування, що забезпечують поліпшення функціональних характеристик вузлів тертя приладів: антифрікційність, несучу здатність, зносостійкість.

На основі проведених досліджень зроблені наступні висновки:

1. Запропоновано науково-обґрунтований метод проектування дискретно-орієнтованої топографії робочих поверхонь деталей на основі системного підходу до досліджень їх параметрів, який забезпечує поверхні деталей широкими функціональними властивостями та поліпшеними експлуатаційними характеристиками.

2. Визначені раціональні параметри дискретно-орієнтованої топографії поверхні тертя для глибини лунок в діапазоні від 12 до 38 мкм і їх щільності на робочій поверхні від 20% до 45% в залежності від фізико-механічних властивостей матеріалу деталі, вхідної якості поверхні перед формуванням, режимів формування і експлуатації та запропоновано новий віброударний метод модифікації поверхні тертя деталей та пристрій, що забезпечує формування поверхні з комплексом необхідних функціональних властивостей: несучої здатності; мастилоємності; коефіцієнту тертя та інтенсивності зношування.

3. Розроблена методологія дослідження на основі створених математичних моделей, алгоритму і схеми вибору параметрів і послідовності проведення аналітично-експериментальних досліджень функціональних поверхонь пар тертя, які призначені для розробки прикладних програм з визначення раціональних параметрів дискретно-орієнтованої топографії, режимів формування і оцінки триботехнічної якості поверхонь тертя при експлуатації.

4. Визначено вплив параметрів дискретно-орієнтованої топографії поверхні на коефіцієнт тертя і зношування та показано експериментально, що раціональні параметри топографії в парі тертя "вал-втулка" з матеріалів: сталі 18Х2Н4МА – вал і сплаву алюмінію АК6 – втулка, забезпечили зниження коефіцієнту тертя майже у два рази і зношування поверхонь втулки в ~ 2,7 рази, валу – в ~ 1,5 рази.

5. Розроблено метод розрахунку режимів формування в залежності від заданих параметрів дискретно-орієнтованої топографії поверхні деталей і технічних характеристик пристрою, ефективність якого підтверджена результатами експерименту.

6. Економічна ефективність використання результатів роботи для виготовлення вузлів тертя системи керування рухомими об'єктами при апробації на приладобудівному підприємстві склала 34,8 тис. гривень. Результати роботи рекомендується використовувати при розв'язанні технологічних задач на приладобудівних підприємствах та науково-дослідних установах України при досліджені, проектуванні та виготовленні вузлів тертя.

СПИСОК ОСНОВНИХ ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

  • Возненко В.В. Підвищення експлуатаційних характеристик робочих поверхонь пари тертя // Вісник НТУУ „КПІ". Приладобудування – 2003. – К.: НТУУ "КПІ", 2003. – Вип. 26. – С.73-81.

  • Возненко В.В. Обґрунтування параметрів дискретно-орієнтованих поверхонь деталей пар тертя // Збірник наукових праць НТУ „ХПІ" "Високі технології в машинобудуванні" – Харків: НТУ „ХПІ", 2005.– Вип.2(11). – С.74-83.

  • Возненко В.В. Визначення експлуатаційних характеристик фрикційних поверхонь // Вісник Сумського державного університету. Сер. Технічні науки. – Суми: СумДУ, 2006. – № 11(83)'2005. –


  •