LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

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

приборов.

В результате теоретических и практических исследований современных методов приборостроения, трибологии, технологических методов инженерии поверхности, которые позволяют управлять свойствами поверхности деталей путем ее целенаправленной модификации, предложена методология создания дискретно-ориентированной топографии (ДОТ) рабочих поверхностей деталей и применена для деталей в подвижных прецизионных узлах приборов. Методология является перспективной для технологического обеспечения качества и надежности в приборостроении.

Разработано методологическое обеспечение формирования и исследования функциональных свойств рабочих поверхностей деталей, которое включает оригинальные методики:

  • формирования ДОТ поверхности трения в виде эллипсоидных лунок глубиной от 10 до 40 мкм и сплошностью от 15 до 45% на основе разработанных соискателем в соавторстве способа и изготовления поверхностей трения виброударным методом поверхностно-пластического деформирования;

  • определения технологических режимов формирования ДОТ поверхности;

  • экспериментальных исследований маслоемкости и трибологических характеристик в узле трения прибора, состоящего из специальной втулки и вала.

Разработанные методы определения рациональных параметров дискретно-ориентированной топографии поверхности деталей и режимов ее формирования реализованы в виде алгоритмов и схем прогнозирующего расчета. Разработаны математические модели для: оценки и корректировки рационального упрочнения поверхности при формировании ДОТ; определения рациональной маслоемкости ДОТ поверхностей с учетом шероховатости; оценки несущей способности ДОТ поверхностей в паре трения при эксплуатационных нагрузках; прогнозирования влияния параметров ДОТ поверхностей на изнашивание, время безотказной наработки и коэффициент трения.

Закономерности, полученные вследствие математического моделирования для анализа параметров ДОТ поверхности и технологических режимов ее формирования с учетом технических требований к узлам прибора, позволяют прогнозировать улучшение эксплуатационных характеристик и надежности подвижных узлов с ДОТ поверхностей деталей, а также качества и надежности приборов на их основе.

Как показал анализ трибологических характеристик узла трения "вал-втулка", формирование ДОТ поверхности на втулке позволяет за счет дискретного упрочнения и уменьшения фактической площади контакта с увеличением сплошности лунок от 0 до 40 % уменьшить интенсивность изнашивания втулки из сплава АК6 до 7 раз: с 7,310-8 до 1,110-8, а вала из стали 18Х2Н4МА – в 2 раза: с 9,410-8 до 4,710-8. Снижение коэффициента трения в 1,4 раза в режиме допустимого трения в исследуемом узле со сплошностью лунок ДОТ поверхности трения 30% происходит за счет уменьшения фактической площади контакта. Предложенный метод формирования поверхности трения является универсальным и перспективным для деталей, работающих в разных режимах трения, как с жидкостной, так и с твердой смазкой.

В результате экспериментальных исследований рациональных параметров ДОТ поверхности деталей в узле "вал-втулка", аналогом которого по параметрам и эксплуатационным характеристикам является прецизионный узел трения прибора системы управления подвижными объектами, получено снижение коэффициента трения в узле в 1,3...1,5 раза, повышение задиростойкости – в 1,5...1,8 раза, износостойкости – вала в 1,5 и втулки в 3 раза.

Результаты работы имеют практическое применение. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработана технологическая инструкция и создано устройство для формирования рабочих поверхностей ДОТ для деталей узлов с фрикционным контактом, которые внедрены в приборостроительное предприятие. Практическая реализация методологии позволяет повысить надежность, точность, быстродействие прибора за счет улучшения таких функциональных характеристик рабочих поверхностей деталей для подвижных узлов приборов, как антифрикционость, несущая способность, износостойкость, задиростойкость и обеспечения допустимого режима трения.

Ключевые слова: технология приборостроения, надежность, функциональные поверхности деталей, поверхностно-пластическая деформация, трибологические исследования, моделирование процессов.

Voznenko V.V. Improvement of operational characteristics of devices details by forming of functional surfaces with the discrete-oriented topography. – Manuscript.

Dissertation on the receipt of scientific degree of the candidate of technical sciences on the specialty 05.11.14. – Technology of instrument making. National technical university of Ukraine "Kiev polytechnic institute", Kiev, 2006.

Dissertation solves a scientific and technical task in improvement of operational characteristics and reliability of devices for a control system of mobile objects. Improvement is reached due to forming surfaces with the discrete-oriented topography for details of mobile units of devices.

As a result of theoretical and practical research of the modern methods of instrumentation technologies, tribology and technological methods for surface engineering, which allow to operate properties of surface of details by its purposeful modification, is offered the methodology of creation a discrete-oriented topographies for working surfaces. It applied to details of mobile units of precise gears. Methodology takes into account influence of processes during exploitation of devices, requirements to the technological and geometrical parameters of details, physical and mechanical properties of working surfaces of details and their functionality.

The technological providing of surface forming is conducted on the base of dynamic method of a superficial ductile deformation. The methods of definition of a rational parameters of discrete-oriented topographies of surface of details and technological parameters of its formation are presented and implemented as algorithms and schemes of forecasting calculation. Practical realization of this methodology allows improving reliability, accuracy, fast-acting ability a devices at the expense of improving such functional properties of working surfaces of details for mobile units of gears as antifriction ability, endurance and allowable mode of friction.

Keywords: – technology of instrument making, reliability, functional details surfaces, superficial ductile deformation, tribological research, modeling of processes.