Dissertations / Theses on the topic 'Зносостійкість деталей'

Досліджені різні методи підвищення зносостійкості та теплостійкості навантажених деталей типу «ролик підтримуючий» рольганга листових прокатних станів. Ролики працюють в умовах інтенсивного навантаження і несприятливого навколишнього середовища. Контактуючи з гарячими листами металу та окалиною ролик піддається підвищеному зносу. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/31462

Одна з найбільш важливих проблем технологічного прогресу полягає в необхідності забезпечувати постійну відповідність властивостей нових матеріалів, що застосовуються в машинобудуванні, і все більш жорстких умов їх роботи. Як правило, виявляється, що хоча б за одним з параметрів ці матеріали не відповідають вимогам, що ставляться до них. Найчастіше найбільш слабким елементом в системі матеріал – робоче середовище, що визначає допустимі умови експлуатації та ресурс всієї системи, є поверхня матеріалу. З цього випливає, наскільки важлива задача розробки методів і технологій нанесення захисних покриттів на поверхню матеріалів.

Актуальність теми. Ріжучі крайки робочих органів збиральних сільськогосподарських машин, зміцнені гартуванням СВЧ, мають досить невеликий ресурс. Це викликає порушення агротехнічних вимог, збільшення втрат урожаю при збиральних роботах, а також підвищує енергетичних витрати на їхнє проведення. До того ж заміна або заточення зношених елементів супроводжується більшими працезатратами, що приводить до зниження продуктивності праці і до простоїв техніки в ремонті. У ході досліджень виявлене, що найбільше поширення отримали технологічні методи збільшення ресурсу робочих органів збиральних машин, спрямовані на зміцнення їх поверхонь без зміни конструкції і матеріалу основи. Одним з технологічних методів зміцнення тертьових поверхонь є їхнє електролітичне хромування. зносостійкість хромових покриттів варіюються в широких діапазонах залежно від режимів їх осадження, що робить даний спосіб зміцнення поверхонь універсальним, тобто придатним для різних умов експлуатації деталей. Властивості покриттів залежать і від безлічі інших факторів, починаючи зі стадії підготовки поверхні, закінчуючи особливостями умов їх використання.

Основні деталі заднього мосту автомобіля МАЗ-5551 виготовлені з високолегованих (отже, достатньо дорогих) конструкційних сталей. Тому проведене дослідження можливості їх заміни на дешевшу сталь 20. Для дослідження міцності вал-шестерні (сталь 20ХГНМ) та веденої конічної шестірні (сталь 15ХГН2ТА) головної передачі, фланця (сталь 45Х) заднього мосту застосовано SolidWorks Simulation: з точки зору забезпечення міцності для виготовлення цих деталей заміна їх матеріалу є можливою. Перевірними розрахунками за зношуванням встановлено, що у випадку заміни цих гартованих сталей на цементовану та гартовану сталь 20 інтенсивність зношування зменшується в 1,14 рази.

Застосування методів оброблення, яким властиве зміцнення поверхневих шарів, сприяє підвищенню рівня надійності технологічного процесу виготовлення маложорстких деталей типу тіло обертання, оскільки за рахунок введення спеціальних операцій забезпечуються більш високі їх експлуатаційні властивості.

Наведена оцінка способу відновлення за основними трьома критеріями: технологічним критерієм, довговічності та економічної доцільності.
Приведенная оценка способа восстановления по основным трем критериям: технологическому критерию, долговечности и экономической целесообразности
The estimation of recovery mode for the main three criteria: technological criteria, durability and economic feasibility

В кваліфікаційній роботі розроблено дільницю ремонтного цеху для досліджень на зносостійкість зразків серійних вставок, а також варіанти, що пропонують підвищення зносостійкості матеріалів вуглецевих композицій, виготовлених з відпрацьованих матеріалів і забезпечення їх експлуатаційних показників.
Іn this graduation thesis of the repair shop section for research on wear resistance of serial samples inserts, as well as options that offer increased wear resistance of materials carbon compositions made from waste materials and supplies their performance.
ВСТУП 1 ЗАГАЛЬНО-ТЕХНІЧНИЙ РОЗДІЛ 1.1. Загальна характеристика умов експлуатації вузла. Обгрунтування вибору матеріалів для виготовлення ковзних електричних контактів 1.2 Вдосконалення конструкції робочого елементу з вибором необхідного матеріалу 1.3 Обґрунтування теми магістерської роботи, мета та задачі досліджень 2 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ 2.1 Технологічний процес дефектування деталі, що відновлюється, складання маршрутів відновлення 2.2 Технологічний процес відновлення вставки 2.3 Обгрунтування і вибір технологічного обладнання, ріжучого, вимірювального, контрольного інструменту і ремонтних матеріалів 2.4 Розрахунок та вибір режимів виконання технологічних операцій. 2.5 Нормування часу виконання технологічних операцій відновлення 2.6 Визначення фізичних та механічних властивостей дослідних зразків і вставок 2.7 Розрахунок трудомісткості та обсягу робіт на дільниці 2.8 Розрахунок кількості робітників, обладнання, площі 2.9 Розробка плану дільниці 2.10 Вибір підйомно-транспортних засобів 2.11 Енергетичні розрахунки на дільниці 3 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 3.1. Будова і принцип дії установки для випробування зносостійкості лабораторних зразків 3.2 Будова і принцип дії установки для випробування зносостійкості зразків серійних вставок 3.3 Розрахунок елементів пристосування 4 НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ 4.1 Дослідження зносостійкості зразків з відновлених матеріалів і серійних вставок. 4.1.1 Методика проведення дослідів і визначення зносостійкості 4.1.2 Результати дослідження зразків з відновлених матеріалів і серійних вставок 4.2 Розрахунки зносостійкості за результатами проведених досліджень 5 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 5.1 Розробка заходів по протипожежній безпеці дільниці відновлення валів 5.2 Розробка заходів по охороні навколишнього середовища при виконанні технологічних операцій виготовлення вставок 5.3 Розрахунок аерації дільниці 5.4 Евакуація при аваріях на хімічно небезпечних об’єктах ВИСНОВКИ БІБЛІОГРАФІЯ ДОДАТКИ

Сьогодні з тертям пов'язана одна з найгостріших проблем сучасності — знос машин і механізмів. Витрати на відновлення машин в результаті зносу величезні, при чому щорічно вони збільшуються. Міцність, надійність і довговічність деталей машин та матеріалів триботехнічного призначення в значній мірі визначаються фізико- механічними властивостями робочих поверхонь. Тому важливу роль в технології машинобудування відіграють процеси поверхневого зміцнення деталей. [1]

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.08 – технологія машинобудування (13 – механічна інженерія). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2019. У дисертаційній роботі проведено комплекс досліджень, спрямованих на вирішення важливої науково-технічної проблеми в області технології машинобудування: розробка інноваційних та короткотривалих технологій поверхневого зміцнення деталей машин порошковими сумішами керованого складу для забезпечення експлуатаційних властивостей виробів на високому рівні при значному зниженні затрат на їх виготовлення. Наукова новизна отриманих результатів полягає у розробці наукових основ інноваційних та короткотривалих технологій поверхневого зміцнення деталей машин порошковими сумішами керованого складу, що дозволило вирішити актуальну науково-практичну проблему підвищення терміну служби деталей машин та інструменту: – вперше розраховано локальні максимуми поверхневої твердості та глибини дифузійних шарів сплавів і встановлено теоретичні оптимальні умови процесів дифузійного зміцнення, що дозволяє отримати конкретні технологічні параметри проведення хіміко-термічної обробки (ХТО) та забезпечити оптимальні характеристики дифузійних шарів; – вперше створено математичні моделі та номограми існуючих технологій поверхневого зміцнення сталей, що дозволило визначити конкретні умови ХТО (температуру і тривалість), виходячи із заданої глибини дифузійного шару або поверхневої твердості сталей, що суттєво впливає на ефективність реалізації процесів зміцнення; – вперше на основі використання інноваційних технологій і системного аналізу при мінімальних витратах, розроблено загальний методологічний підхід керування технологічними процесами поверхневого зміцнення деталей порошковими сумішами керованого складу при насиченні поверхневих шарів азотом, вуглецем і бором, це дозволило підвищити експлуатаційні властивості виробів при значному скороченні тривалості ХТО; – набули подальшого розвитку розроблені комплексні ХТО, які значно знижують крихкість борованих шарів за рахунок більш плавного зниження твердості від поверхні до серцевини виробів зі сталей, що дозволило підвищити експлуатаційні властивості виробів та термін служби деталей машин та інструменту на відміну від відомих методів ХТО, які підвищують лише поверхневу твердість; – вперше розроблено математичну модель розподілу температури за глибиною дифузійного шару, що дозволило визначити характер залежностей та отримати дані про розподіл температури за глибиною виробу при різних технологічних режимах обробки; – удосконалено технологію борування з паст титанових сплавів за рахунок використання нанодисперсного насичувального середовища, що дозволило скоротити процес борування у 2-3 рази та скоротити технологічний процес виготовлення деталей за рахунок поєднання двох операцій: борування і гартування титанового сплаву; – запропоновано розв’язання крайових задач дифузії методом граничних елементів, що дозволило вперше створити математичну модель розподілу концентрації бору за товщиною зміцненого шару титанового сплаву; − удосконалено технологію інтенсифікації процесів ХТО методами нагрівання струмами високої частоти та за рахунок попередньої лазерної обробки деталей, що дозволило отримати високі експлуатаційні властивості поверхневих шарів при значному скороченні тривалості обробок. Практичне значення роботи полягає у розробці технологій комбінованого зміцнення поверхневих шарів деталей зі сплавів. На основі комплексу проведених теоретичних та експериментальних досліджень, сформульованих принципів, закономірностей і положень отримані наступні практичні результати: 1. Спосіб комбінованої обробки сталевих виробів, що включає попередню лазерну обробку поверхні матеріалу з потужністю лазерного випромінювання -1,0±0,1 кВт, швидкістю пересування лазерного променя - 0,5-1,5 м/хв. з наступним азотуванням. Крім цього, азотування проводять в середовищі меламіну з 3-5% фтористого натрію при температурі 530-560 °C протягом 2-3 годин (патент України №111066). 2. Спосіб дифузійного борування сталевих виробів, що включає попереднє нанесення на поверхню обмазки, в склад якої входить боровмісна речовина, активатор фторид натрію і зв'язуюча речовина розчину клею БФ в ацетоні, і нагрівання струмами високої частоти. При цьому в обмазці як боровмісну речовину використовують поліборид магнію або аморфний бор і додатково введено активатор фторид літію (патент України №116177). 3. Спосіб поверхневого зміцнення сталевих виробів, що включає нанесення на поверхню деталі обмазки, до складу якої' входить боровмісна речовина і активатор, сушіння і нагрівання струмами високої частоти. В обмазці як боровмісну речовину використовують аморфний бор і активатор фторид літію. Нагрівання проводять при температурі 800-1100 °С протягом 1-5 хвилин (патент України №116178). 4. Спосіб отримання твердого покриття на поверхні сталевих виробів, що включає попередню обробку поверхні матеріалу та борування. Проводять попередню лазерну обробку поверхні матеріалу з наступним боруванням в середовищі полібориду магнію, активаторами: фтористий натрій і фтористий літій (патент України №116116). 5. Сплав на основі заліза з ефектом пам'яті форми, що містить: залізо, марганець, кремній, вуглець, хром, нікель, кобальт, мідь, ванадій, ніобій, молібден. При цьому до сплаву додатково введено сірку та фосфор (ваг. %): марганець від 4 до 20; кремній від 1,0 до 4,5; вуглець від 0,1 до 1,0; хром від 10,0 до 25,0; нікель від 1,0 до 10,0; кобальт від 1,0 до 10,0; мідь від 1,0 до 4,0; ванадій від 0,5 до 2,0; ніобій від 0,3 до 1,5; молібден від 0,5 до 2,0; сірка до 0,01; фосфор до 0,045; залізо решта (патент України №116117). 6. Склад для борування сталевих виробів, що містить аморфний бор, тетрафтороборат калію, нітрид бору і доломіт (патент України №117775). 7. Спосіб поверхневого зміцнення титанових сплаві, що включає насичення поверхневих шарів компонентами боровмісного середовища, до складу якого входить боровмісна речовина та активатор, і нагрівання. Насичення поверхневих шарів здійснюють компонентами боровмісного середовища, яке складається з аморфного бору і фториду літію (патент України №117770). 8. Дисперсійно-твердіючий сплав на основі заліза з ефектом пам'яті форми, що містить: залізо, марганець, кремній, вуглець, ванадій, ніобій, вольфрам. Додатково введено алюміній, мідь, нікель, хром, сірку та фосфор (патент України №117757). 9. Розроблені технологічні процеси ХТО були впроваджені для підвищення поверхневої твердості сталевих виробів на ТОВ «АСТИЛ М» (м. Харків), що дозволило підвищити зносостійкість втулки у 1,5 рази після нітроцементації, у 4,3 рази після послідовній нітроцементації та боруванні, у 5 разів після цементації, нітроцементації та боруванні та у 2 рази після боруванні з нагріванням СВЧ у порівняні зі втулкою без поверхневого зміцнення (Акт впровадження від 05.10.2017 р.). 10. Розроблені технологічні процеси комбінованого зміцнення були впроваджені для підвищення поверхневої твердості сталевих виробів на ПАТ «Харківський машинобудівний завод «Світло шахтаря» (м. Харків). Виробничими випробуваннями встановлено, що запропоновані ефективні технологічні процеси комбінованого зміцнення поверхневого шару сталевих виробів дозволили значно прискорити технологічні процеси хіміко-термічної обробки у 2-10 разів, що привело до зменшення витрат на їх проведення за рахунок економії електричної енергії (Акт впровадження від 17.10.2017 р.). 11. Розроблені технологічні процеси були впроваджені на ТОВ «НВЦ ЄТМ» (м. Харків), що дозволило підвищити зносостійкість втулки у 1,5 рази після нітроцементації, у 4,3 рази після послідовній нітроцементації та боруванні (Акт впровадження від 31.10.2017 р.). 12. Прийняті для впровадження в виробництві розроблені номограми, які дозволяють визначити конкретні умови газового азотування (температуру і тривалість) виходячи із заданої глибини азотованого шару або поверхневої твердості виробів зі сталі 38Х2МЮА на ПАТ «Харківський машинобудівний завод «Світло шахтаря» (м. Харків). Встановлено, що запропоновані номограми дозволили значно спростити роботу інженера-технолога, а також номограми дозволили вирішувати зворотну задачу, а саме, оцінити можливу товщину зміцненого шару і поверхневу твердість при одночасному впливі температури і тривалості газового азотування (Акт впровадження від 15.11.2017 р.). 13. Розроблений ефективний технологічний процес нітроцементації у порошковій макродисперсній суміші для підвищення експлуатаційної стійкості зубчастого колеса зі сталі 38Х2МЮА на АТ «Харківський тракторний завод» (м. Харків). Встановлено, що використання макродисперсної суміші прискорило процес хіміко-термічній обробки у 1,5-2 рази при отриманні властивостей поверхневого шару виробу таких, як і після традиційного процесу нітроцементації, що дозволило зменшити витрати на проведення хіміко-термічної обробки у 2 рази (Акт впровадження від 24.01.2018 р.). 14. Розробки, виконані в дисертації, впроваджені в навчальний процес для студентів механіко-технологічного факультету НТУ «ХПІ» спеціальностей 131 «Прикладна механіка» спеціалізації 131-09 «Обладнання та технології ливарного виробництва» та 151 «Автоматизація та комп’ютерно інтегровані технології» спеціалізації 151-07 «Комп’ютеризовані системи управління технологічними процесами» (Акт впровадження від 20.12.2017 р.).
The thesis for the scientific degree of doctor of technical sciences, specialty 05.02.08 – technology of mechanical engineering (13 – mechanical engineering). – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2019. In the thesis a set of studies was aimed at solving an important scientific and technical problem in the field of engineering technology: the development of innovative and short-term technologies of machine parts surface hardening with controlled composition powder mixtures to ensure the performance properties of products at a high level with a significant reduction in the cost of their production. The scientific novelty of the results lies in the development of scientific foundations of innovative and short-term technologies of surface hardening of machine parts by powder mixtures of controlled composition, which allowed to solve the actual scientific and practical problem of increasing the service life of machine parts and tools: - for the first time, local maxima of surface hardness and depth of diffusion layers of alloys were calculated and theoretical optimal conditions of diffusion hardening processes were established, which allows obtaining specific technological parameters of the chemical and heat treatment (CHT) process and providing optimal characteristics of diffusion layers; - for the first time created mathematical models and nomograms of existing technologies of surface hardening of steels, which allowed to determine the specific conditions of the CHT process (temperature and duration), based on a given depth of the diffusion layer or surface hardness of steels, which significantly affects the effectiveness of the implementation of strengthening processes; - for the first time through the use of innovative technologies and systems analysis at minimal cost, developed a general methodological approach for control of technological processes of surface hardening of parts by the powder mixtures of controlled composition at saturation of surface layers with nitrogen, carbon and boron, it is possible to improve the performance properties of products with a significant reduction in the CHT duration; – further development of the developed CHT complex, which significantly reduces the fragility of boriding layers due to a more gradual decrease in hardness from the surface to the core products of steels, thus improving the operational properties of the goods and service life of machine parts and tools in contrast to known methods of the CHT, which only increase surface hardness; - for the first time, a mathematical model of temperature distribution over the depth of the diffusion layer was developed, which made it possible to determine the nature of the dependences and obtain data on the temperature distribution over the depth of the product at different processing modes; – improved boriding technology with pastes of titanium alloys through the use of nanodispersed saturating environment, thereby reducing the boriding process to 2-3 times and to shorten the manufacturing process of components by combining two operations: boriding and hardening a titanium alloy; - solutions of boundary-value problems of diffusion by the boundary element method are proposed, which allowed for the first time to create a mathematical model of the distribution of boron concentration over the thickness of the hardened layer of a titanium alloy; - the technology of intensification of processes by CHT of heating by high-frequency currents and by means of preliminary laser processing of details was improved, which allowed to obtain high performance properties of surface layers with a significant reduction in the duration of treatments. The practical value of the work is to develop a technology of combined hardening of the surface layers of alloys making parts. The following practical results are obtained on the basis of a set of theoretical and experimental studies, formulated principles, regularities and the following practical results are obtained: 1. Method of combined processing of steel products, including advanced laser processing of material surface with the laser radiation power of -1.0±0.1 kW, the speed of movement of the laser beam of 0.5–1.5 m/min with subsequent nitriding. In addition, the nitriding is carried out in an environment of melamine with 3 to 5 % of sodium fluoride at a temperature of 530-560 °C for 2–3 hours (the patent of Ukraine No. 111066). 2. Method diffusion boriding steel products, including pre-application to the surface of the coating, which includes boriding substance, the activator sodium fluoride and a binder solution of glue BF in acetone, and heating by high frequency currents. In the coating as boriding substance use polyboride magnesium or amorphous boron, and optionally an activator is introduced lithium fluoride (the patent of Ukraine No. 116177). 3. Method of surface hardening steel parts comprising coating the surface of the part coating, which' is included boriding substance and activator, drying and heating by high frequency currents. In the coating as boriding substance use amorphous boron activator and lithium fluoride. The heating is carried out at a temperature of 800-1100 °C for 1-5 minutes (the patent of Ukraine No. 116178). 4. A method of producing a solid coating on the surface of steel products, including pre-processing the surface of the material and boriding. Carry out a preliminary laser treatment of the surface of the material with subsequent boriding in the environment polyboride magnesium, activators: sodium fluoride and lithium fluoride (the patent of Ukraine No. 116116). 5. The iron-based alloy with shape memory effect, contains: iron, manganese, silicon, carbon, chromium, nickel, cobalt, copper, vanadium, niobium, molybdenum. In this case, the alloy additionally introduced sulfur and phosphorus (weights. %): the manganese from 4 to 20; silicon 1.0 to 4.5; carbon 0.1 to 1.0; chromium, 10.0 to 25.0; nickel 1.0-10.0; cobalt 1.0-10.0; copper 1.0-4.0; vanadium 0.5 to 2.0; niobium from 0.3 to 1.5; molybdenum from 0.5 to 2.0; sulfur up to 0.01; phosphorus up to 0,045; iron-rest (the patent of Ukraine No. 116117). 6. Сomposition for boriding steel products containing amorphous boron, tetrafluoroborate potassium, boron nitride and dolomite (the patent of Ukraine No. 117775). 7. Method of surface hardening of titanium alloys, including a saturation of the surface layers of components boron environment, which includes boriding substance and the activator, and heating. The saturation of the surface layers is performed by components boron environment that consists of amorphous boron and lithium fluoride (the patent of Ukraine No. 117770). 8. The dispersion hardening iron-based alloy with shape memory effect, contains: iron, manganese, silicon, carbon, vanadium, niobium, tungsten. Included aluminum, copper, nickel, chromium, sulfur and phosphorus (the patent of Ukraine No. 117757). 9. Developed technological processes were introduced to improve the surface hardness of steel products at the limited liability company "ASTIL M" (Kharkіv), improving the durability of the sleeve by 1.5 times after nitrocarburizing, 4.3-fold after successive nitrocarburizing and boriding, 5 times after carburizing, nitrocarburizing and boriding and 2 times after boriding with microwave heating compared to a sleeve without surface hardening (the implementation Act from 05.10.2017). 10. Developed technological processes of the combined consolidation was implemented to improve surface hardness of steel products at Public company «Kharkiv machine-building plant "SVET SHAKHTYORA" (Kharkiv). Production tests have proved that the proposed effective technological processes of the combined hardening of surface layers of steel products will significantly accelerate the technological processes of chemical heat treatment in 2-10 times, led to reduced costs for them by saving electrical energy (the implementation Act from 17.10.2017). 11. Developed technological processes have been introduced at the limited liability company "Scientific-production Centre of the European mechanical engineering technology" (Kharkiv), thus improving the durability of the sleeve by 1.5 times after nitrocarburizing, 4.3-fold after successive nitrocarburizing and boriding (the implementation Act from 31.10.2017). 12. Adopted for implementation in production of developed nomograms that allow to define specific conditions of gas nitriding (temperature and duration) based on the desired depth of nitrided layer or the surface hardness of products of steel 38Cr2MoAl at Public company "Kharkiv machine-building plant «SVET SHAKHTYORA" (Kharkiv). Determined that the proposed nomograms greatly simplified the work of the engineer and these nomograms allowed to solve the inverse problem, to estimate the possible thickness of the hardened layer and surface hardness, at the same time of temperature and duration of gas nitriding (the implementation Act from 15.11.2017). 13. Developed an effective technological process of nitrocarburizing in microdisperse powder mixture to improve the operational stability of the toothed wheel of steel 38Cr2MoAl at private joint stock company "Kharkiv Tractor Plant". The use of microdisperse mixture accelerated the process of chemical-heat treatment by 1,5-2 times while getting the properties of the surface layer of the product such as after the nitrocarburizing, which reduced the costs of conducting chemical-thermal treatment by 2 times (the implementation Act from 24.01.2018). 14. The developments made in the thesis introduced in the educational process for students of mechanical engineering faculty of NTU "KhPI" special 131 "Applied mechanics" specialization 131-09 "Equipment and technology of foundry" and 151 "Automation and computer integrated technologies" specialization 151-07 "Computerized control of technological processes" (the implementation Act from 20.12.2017).

В кваліфікаційній роботі розроблено дільницю для діагностики, технічного обслуговування та ремонту карданної передачі 65053-2202010-10 автомобіля КРАЗ-65055 з дослідженням довговічності деталей поршневої групи ДВЗ.
Іn this graduation thesis рlans and specifications of a repair shop area for motor vehicle КrАZ-65055 drive line 65053-2202010-10 servicing and repair and the study of ICE piston group parts durability
ВСТУП 7 1 ЗАГАЛЬНО-ТЕХНІЧНИЙ РОЗДІЛ 1.1 Опис та технічна характеристика автомобіля КрАЗ-65055 8 1.2 Особливості конструкції карданних валів вантажних автомобілів 9 1.3 Основні несправності карданних валів 11 1.4 Опис конструкції та принципу роботи карданної передачі автомобіля КрАЗ-65055 12 1.5 Висновки та постановка задачі на дипломну роботу 14 2 ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗДІЛ 2.1 Технологічний процес розбирання карданного вала 15 2.2 Можливі неполадки карданної передачі та методи їх усунення 16 2.3 Дефектування деталей карданної передачі і рішення щодо способів усунення дефектів 17 2.4 Технологічний план виконанн всіх ремонтних операцій 19 2.5 Розрахунок операцій технологічного процесу 20 3 КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 3.1 Розрахунок рентабельності застосування пристосувань 25 3.2 Будова, принцип дії і застосування пристосування 27 3.3 Проектний розрахунок з'єднання гвинт-гайка 28 3.4 Розрахунок вартості основних виробничих фондів дільниці 29 3.5 Розрахунок собівартості поточного ремонту на дільниці 30 3.6 Кошторис витрат на поточний ремонт по шинній дільниці 36 3.7 Розрахунок показників економічної ефективності проекту 37 4 НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ 4.1 Довговічність ДВЗ 40 4.2. Аналіз методів прогнозування довговічності деталей ЦПГ 44 4.3. Прогнозування довговічності деталей поршневої групи ДВЗ 50 5 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ6 5.1 Характеристика дільниці з точки зору охорони праці і техніки безпеки на дільниці 60 5.2 Розрахунок захисного заземлення 63 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 67 БІБЛІОГРАФІЯ 68 ДОДАТКИ

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.08 – технологія машинобудування (13 – механічна інженерія). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2019. У дисертаційній роботі проведено комплекс досліджень, спрямованих на вирішення важливої науково-технічної проблеми в області технології машинобудування: розробка інноваційних та короткотривалих технологій поверхневого зміцнення деталей машин порошковими сумішами керованого складу для забезпечення експлуатаційних властивостей виробів на високому рівні при значному зниженні затрат на їх виготовлення. Розроблено загальний методологічний підхід керування технологічними процесами поверхневого зміцнення деталей порошковими сумішами керованого складу при насиченні поверхневих шарів азотом, вуглецем і бором на основі використання інноваційних технологій і системного аналізу при мінімальних витратах, що дозволило підвищити експлуатаційні властивості виробів при значному скороченні тривалості ХТО. Розроблено комплексні ХТО, які значно знижують крихкість борованих шарів за рахунок більш плавного зниження твердості від поверхні до серцевини виробів зі сталей для підвищення експлуатаційних властивостей виробів та терміну служби деталей машин та інструменту. Удосконалено технологію борування з паст титанових сплавів за рахунок використання нанодисперсного насичувального середовища, що дозволило скоротити процес борування у 2-3 рази та скоротити технологічний процес виготовлення деталей за рахунок поєднання двох операцій: борування і гартування титанового сплаву. Інтенсифіковано процеси ХТО методами нагрівання струмами високої частоти та за рахунок попередньої лазерної обробки деталей, що дозволило отримати високі експлуатаційні властивості поверхневих шарів при значному скороченні тривалості обробок.
The thesis for the scientific degree of doctor of technical sciences, specialty 05.02.08 – technology of mechanical engineering (13 – mechanical engineering). – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2019. In the thesis a set of studies was aimed at solving an important scientific and technical problem in the field of engineering technology: the development of innovative and short-term technologies of machine parts surface hardening with controlled composition powder mixtures to ensure the performance properties of products at a high level with a significant reduction in the cost of their production. Mathematical models and nomograms of existing technologies of steels surface hardening were created to determine the specific conditions of ChTT (temperature and duration) based on a given depth of the diffusion layer or the surface hardness of steels, which significantly affects the efficiency of the strengthening processes. The general methodological approach of management of technological processes of details surface hardening by powder mixes of the controlled structure at saturation of surface layers with nitrogen, carbon and boron on the basis of use of innovative technologies and the system analysis at the minimum expenses was developed that allowed to increase operational properties of products at considerable reduction of ChTT duration. ChTT was designed the complex, which significantly reduces the fragility of boriding layers due to a more gradual decrease in hardness from surface to core products from steels to improve the operational properties of the goods and service life of machine parts and tools. It was created a mathematical model of the temperature distribution in the depth of the diffusion layer to determine the nature of the dependencies and obtain data on the temperature distribution in the depth of the product under different processing conditions. It was improved boriding pastes technology of titanium alloys through the use of nanodispersed environment, thereby reducing the boriding process 2-3 times and to shorten the manufacturing process of components by combining two operations: boriding and titanium alloy hardening. The solutions of boundary value diffusion problems by the boundary element method were proposed, which allowed to create a mathematical model of the distribution of boron concentration over the thickness of the hardened titanium alloy. The processes of heating by high-frequency currents and due to the preliminary laser treatment of parts were intensified, which allowed to obtain high performance properties of the surface layers with a significant reduction in the duration of treatments. A comparative analysis of the influence of existing and developed hardening treatments on the change in the depth of the layer, the surface hardness and wear resistance of the surface layer of steel 38Ch2MoAl was done. It was established that the developed complex hardening treatment based on the process of diffusion saturation with boron can provide wear resistance of the surface layers at a high level with abrasive wear.

Артемчук, В. В. Наукове обгрунтування відновлення деталей шаруватими покриттями при ремонті рухомого складу залізниць : авт. дис. д-ра т. н.: 05.22.20 / В. В. Артемчук ; Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. - Д. : Вид-во Днiпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. iм. акад. В. Лазаряна, 2012. УДК 629.4.027:621.79 ГРНТИ 55.41.29
UK:АНОТАЦІЯ Дисертаційна робота присвячена вирішенню наукової проблеми підвищення ресурсу та надійності експлуатації залізничного рухомого складу при ремонті. По-ставлена та розв’язана задача зі встановлення зв’язків між параметрами технологі-чних процесів відновлення деталей рухомого складу залізниці, структурою та вла-стивостями шаруватих покриттів. Розроблена та представлена в дисертаційній роботі математична модель із визначення раціональних параметрів відновлювального шаруватого покриття деталей рухомого складу при ремонті, яка дозволяє підприємству встановлюва-ти раціональні режими та технологію відновлення зношених деталей з враху-ванням вартісних показників процесу. Використовуючи інструменти векторної оптимізації, запропонований алгоритм оцінки якості відновлення деталей рухомого складу за декількома показниками. Роз-роблено рекомендації відносно вибору режимів, технології і техніки відновлен-ня зношених деталей рухомого складу шаруватими покриттями, що забезпечу-ють високу якість і надійність експлуатації обраних деталей. Запропонована методика оцінки надійності роботи деталей, відновлених шару-ватими покриттями, яка дозволяє визначати імовірність безвідмовної роботи цих деталі з врахуванням зносу матеріалу шарів, як випадкової величини.
RU: АННОТАЦИЯ Диссертация посвящена решению научной проблемы повышения ресурса и на-дежности эксплуатации железнодорожного подвижного состава при ремонте. Ре-монтное производство является важным звеном обеспечения эффективного функ-ционирования подвижного состава, но при этом требует значительных финансовых затрат. Учитывая, что ремонтное производство существенно влияет на экономичес-кие показатели работы подвижного состава, в диссертационной работе была поста-влена задача – разработать или усовершенствовать технологии восстановления на основе наиболее распространенных в ремонтном производстве железной дороги, а именно наплавки, газотермического напыления и электролитических методов. То есть согласно идеологии работы необходимо обеспечить максимально возможную надежность и определенный ресурс деталей подвижного состава при минимальных затратах. Среди деталей механической части подвижного состава на основе анализа условий эксплуатации, степени износа, количества элементов и стоимостных показателей выделены типичные по взаимодействию группы деталей и иссле-дованы механизмы изнашивания контактных поверхностей. Для выделенных деталей установлены закономерности изменения параметров состояния в про-цессе эксплуатации. Поставлена и решена задача по установлению связей между параметрами технологических процессов восстановления деталей подвижного состава желе-зной дороги, структурой и свойствами слоистых покрытий. В работе показано, что регулируя параметры технологического процесса нанесения покрытий, мо-жно получать слои с заданными (ожидаемыми) свойствами. Установлено, что для получения композиционного слоистого покрытия методами наплавки и га-зотермического напыления наиболее целесообразно использовать различные материалы, комбинируя их в зависимости от потребностей ремонтного произ-водства. Получение слоистости покрытий электролитическими методами наи-более целесообразно путем изменения электрических режимов источника пита-ния и в меньшей степени, комбинируя слои, полученные в различных электро-литах, из различных материалов. Отмечено, что слоистое покрытие можно представить в виде реологической модели, что позволяет применять реологиче-ские модели при исследовании износа контактирующих тел, а также использо-вать предложенные способы для измерения реологических свойств тел (слоев) восстановленных деталей. Разработана и представлена в диссертационной работе математическая мо-дель по определению рациональных параметров восстанавливающего слоисто-го покрытия деталей подвижного состава при ремонте, которая позволяет пред-приятию устанавливать рациональные режимы и технологию восстановления изношенных деталей с учетом стоимостных показателей процесса. Установлено влияние вариации толщины слоев и их механических свойств на срок службы. Показано, что в зависимости от поставленных задач, используя разработанные модели, можно подбирать слои таким образом, чтобы восстановленная деталь работала установленный срок (пробег) при минимально возможных при этом затратах. Используя инструменты векторной оптимизации, предложен алгоритм оценки качества восстановления деталей подвижного состава по нескольким показателям. Разработан алгоритм проведения расчетов при заданных начальных условиях, что позволяет спрогнозировать ресурс и стоимость нанесенного покрытия без прове-дения дополнительных, нередко, дорогих испытаний. Разработаны рекомендации относительно выбора режимов, технологии и техники восстановления изношенных деталей подвижного состава слоистыми покрытиями, обеспечивающими высокое качество и надежность эксплуатации выбранных деталей. Предложена методика оценки надежности работы деталей, восстановлен-ных слоистыми покрытиями, которая позволяет определять вероятность безот-казной работы этих деталей с учетом износа материала слоев, как случайной величины.
EN: ABSTRACT The thesis is devoted to solving the scientific problem of increasing the service life and reliability of operation of rolling stock during its repair. The problem of determining the relations between the parameters of technological processes for recovery of railway rolling stock parts, the structure and the properties of layered coatings is formulated and solved. It is shown in the thesis that by adjusting the parameters of the coating technological process of depositing the layers can be obtained with the specified (anticipated) properties. A mathematical model to determine the rational parameters of recovering layered coating of the rolling stock parts during a repair, which enables the company to set rational modes and technology of recovering the worn taking into account the cost indices of the process is developed and presented in the thesis. Using the vector optimization instruments, an algorithm for assessment of the quality of recovering the rolling stock parts in several indices is suggested. The recommendations on the choice of modes, technologies and techniques of recovering the worn rolling stock parts by the layered coatings ensuring the high quality and reliability of operation of parts selected are developed. The procedure for estimating the reliability of parts recovered by layered coatings, which allows determining the probability of failure-proof operation of these parts taking into account the wear of material of the layers as a random value, is suggested.

Сучасна технологія в своєму розпорядженні має численні методи зміни фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей металевих поверхонь в заданому напрямку, кожен з яких має свої оптимальні галузі застосування. До одного з таких методів зміцнення і нанесення захисних покриттів відноситься хіміко-термічна обробка.

Однією з головних задач сучасного матеріалознавства є підвищення стійкості деталей машин та інструментів та надання їм комплексу оптимальних фізико-механічних властивостей за допомогою насичення поверхні металів та сплавів різними хімічними елементами.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.04 «Тертя та зношування в машинах» (13 – Механічна інженерія). – Національний авіаційний університет, Київ, 2019. На основі аналізу стану конструктивно-технологічного забезпечення зносостійкості деталей авіаційних трибомеханічних систем обґрунтовано актуальність досліджень, спрямованих на вирішення завдань підвищення довговічності деталей, що працюють в умовах фретинг-контактної взаємодії. Триботехнічні дослідження проводились за методикою, визначеною стандартом «Метод випробування матеріалів на зношування при фретингу і фретинг-корозії», та за спеціально розробленими методиками на оригінальних установках, що моделюють роботу трибоспряжень в умовах малих тангенціальних вібропереміщень та нормальному до контактної поверхні динамічному навантаженні. Якісні зміни поверхонь тертя, мікроструктуру, склад і властивості матеріалів досліджували методами оптичної та електронної растрової мікроскопії, мікродюрометрії, трибоспектральним методом, методами мікрорентгеноспектрального та рентгено-фазового аналізів, Оже-спектроскопії з використанням сучасного вітчизняного та закордонного устаткування. Математичне планування експериментів і обробка результатів експериментальних досліджень виконувались із застосуванням комп’ютерних технологій методами математичної статистики та математичного анализу. Визначено вплив природи матеріалів контактної пари, геометрії контакту і параметрів фретингу на закономірності перебігу процесів фретинг-корозійного зношування та статистичні характеристики величини зносу. Для трибосистем, втрата працездатності яких пов’язана з розклинюючою дією продуктів зношування, запропоновано критерій та розрахунково-аналітичний метод оцінювання фретинг-корозійної сумісності матеріалів. Встановлено, що незалежно від природи матеріалу і амплітудно-силового режиму фретингу, розподіл випадкових похибок величини зносу підпорядковується нормальному статистичному закону розподілу. Статистичні характеристики розсіювання величин зносу більш чутливі до амплітудно-силових параметрів фретингу, ніж до природи і фізико-механічних властивостей матеріалу і зростають їз збільшенням амплітуди фретингу та питомого контактного навантаження. За умови постійної амплітуди величина зносу зростає із збільшенням відношення амплітуди до розміру ділянки контакту у напрямку вібропереміщення. Одночасно збільшується дисперсія величини зносу. Для різних схем контакту визначені критичні значення амплітуд відносних переміщень поверхонь, вище яких інтенсивність зношуваня різко зростає. Встановлено, що місцеположення перехідної області від малих до високих значень інтенсивності зношування визначається умовами формування фізичного контакту елементів трибопари і відповідає області переходу від фрикційної взаємодії переважно через прошарок продуктів зношування до безпосередньої фрикційної взаємодії поєднаних в парі тертя матеріалів. Визначено закономірності та механізм зношування матеріалів при одночасній дії тангенціальних вібраційних мікропереміщень і нормальних до поверхні контакту динамічних навантажень. Встановлено, що інтенсивність зношування найбільш суттєво зростає при поєднанні фретингу з динамічним контактним навантаженням в режимі удару з проковзуванням. Взаємодія ударних деформаційних хвиль з хвилями деформації від тангенціальних вібропереміщень обумовлює більш інтенсивне накопичення в матеріалі дефектів структури і, як наслідок, пришвидшує розвиток процесу зношування за механізмом втомного руйнування. Визначено та теоретично обґрунтовано загальні принципи керування зносостійкістю елементів динамічно навантажених трибомеханічних систем, які ґрунтуються на енергетичній моделі трибологічних процесів та структурно-реологічних механізмах дисипації енергії у фрикційному контакті.З урахуванням специфіки фретинг-корозійного зношування розроблено алгоритм створення поверхнево-модифікованих шарів і захисних покриттів підвищеної зносостійкості. Визначено закономірності впливу технологічних параметрів формування і параметрів фретингу на фракційно-зносні властивості трибосистем з дискретно-текстурованими мастилоємними поверхнями у вигляді регулярно розташованих мікрозаглиблень. В умовах граничного тертя найбільший ефект з підвищення зносостійкості досягається за сферичного профілю мікрозаглиблень у парах, де мікрозаглиблення формувались на поверхні з більшою твердістю, ніж твердість поверхні контртіла. На основі аналізу перебігу трибологічних процесів на ділянках контакту в зоні окремого мікрозаглиблення, розроблено модель розвитку фретинг-корозійного зношування трибосистем з дискретно-текстурованою поверхнею за умов граничного тертя. Для різного класу захисних покриттів, сформованих методами електроіскрового легування, газотермічного напилювання та комбінованими методами за участю додаткового лазерного оброблення, встановлено закономірності, що визначають взаємозв’язки складу вихідного матеріалу, технологічних режимів та схем формування, структурно-фазового складу покриття і параметрів фретингу на триботехнічні характеристики та кількісні показники зносостійкості покриттів порівняно із конструкційними металічними сплавами.  Експерементально доведено, що для поверхневого зміцнення титанових сплавів методом електроіскрового легування перспективними електродними матеріалами є композиційні керамічні матеріали на основі ZrB2. Факторами, що сприяють досягненню високої зносостійкості електроіскрових ZrB2 – вмісних покриттів є їх здатність до формування дискретно-глобулярної структури поверхні підвищеної твердості та утворення в зоні трибоконтакту в результаті трибоокиснення нанорозмірних захисних поліоксидних структур у складі твердої оксидної матриці на основі оксидів цирконію і титану та легкоплавкої боросілікатної зв’язуючої фази B2O3+SiO2. Встановлено, що однією із важливих умов забезпечення високого рівня контактної міцності і опору фретинг-корозійному зношуванню газотермічних покриттів, є формування гетерогенних композиційних структур з оптимальним співвідношенням включень твердих зносостійких фаз і мягкої металічної матричної фази з високою когезійно-адгезійною міцністю. У структур такого типу контактні фрикційні навантаження сприймаються головним чином твердою складовою, зменшуючи цим глибину і ступінь деформації поверхневих шарів. Одночасно пластична матриця забезпечує перерозподіл і релаксацію напружень в зоні фрикційного контакту. Запропоновані механізми фізико-хімічних процесів, що відповідають за зносостійкість різного класу газотермічних покриттів за різних умов фретингу. На прикладі трибосистеми, де функції зовнішньої робочої поверхні виконує шар захисного зносостійкого покриття системи WC-Cо, методом скінчено-елементного аналізу отримані закономірності розподілу напружень, що виникають від дії температур фрикційного нагріву. Встановлено, що внаслідок фрикційного нагріву в трибосистемі можуть виникати додаткові напруження, які перевищують когезійну міцність покриття. Розроблено еволюційну модель трибосистеми, яка встановлює закономірності зміни стану елементів трибосистеми при розвитку високотемпературної фретинг-корозії і визначає умови переходу від нормального зношування до недопустимого глибинного руйнування поверхонь тертя. Теоретично обґрунтовано та експериментально доведено перспективність застосування в якості матеріалів, стійких до високотемпературного фретинг-корозійного зношування з робочою температурою до 1273К, евтектичних сплавів системи Со (Cr;Al;Fe)-TiC та порошкових гарячепресованих псевдосплавів систем Со (Cr; Al;Fe)-TiC, Ni (Cr; Al;Fe)-TiC. Розроблено аналітично-розрахунковий метод оцінювання зносостійкості поверхневих шарів, який дозволяє на єдиній теоретичній основі із застосуванням загальних понять і законів термодинаміки незворотних процесів відкритих нерівноважних систем описувати і аналізувати зміну фізичного стану матеріала поверхневого шару і визначати енергетичну умову його фрикційного руйнування за умов фретинг-контактної взаємодії. Розроблено та запропоновано для практичного використання ряд технологічних заходів, спрямованих на підвищення довговічності деталей авіаційних трибомеханічних систем. Експериментально доведено, що одним із ефективних шляхів досягнення високих експлуатаційних властивостей поверхонь трибоелементів за умови їх фретинг-контактної взаємодії є створення робочого шару з градієнтною макрогетерогенною структурою та структурою дискретного типу. Формування градієнтних структур зменшує опір зсувним напруженням та, відповідно, знижує рівень фрикційного навантаження поверхневих шарів. Структури дискретного типу за рахунок обмеження в межах окремої дискретної ділянки нормальних напружень і напружень, що діють в площині адгезійного контакту, дозволяють досягти більш високої контактної міцності поверхні. Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступних основних положеннях. Для умов фретинг-корозійного зношування розроблено аналітично-розрахунковий метод оцінювання зносостійкості поверхневих шарів, який дозволяє описувати і аналізувати зміну фізичного стану матеріалу поверхневого шару та визначати енергетичну умову його руйнування.  Вперше для трибосистем, втрата працездатності яких пов’язана з накопиченням в зоні трибоконтакту продуктів зношування, запропоновано розрахунково-аналітичний метод оцінювання фретинг-корозійної сумісності матеріалів. Встановлено закономірності і механізми трибологічних процесів, що визначають зміну інтенсивності фретинг-корозійного зношування залежно від природи матеріалів контактної пари, схеми контакту, параметра відносного зміщення поверхонь та параметрів фретингу. Розкрито механізм інтенсифікації зношування матеріалів при поєднанні фретингу з дією нормальних до поверхні контакту динамічних навантажень. Вперше встановлено підпорядкованість розподілу випадкових похибок величин фретинг-корозійного зносу нормальному статистичному закону розподілу. Встановлено закономірність та механізми впливу природи матеріалів та амплітудно-силових параметрів фретингу на статистичні характеристики розсіювання величини зносу. Розроблено загальну концепцію та структурно-реологічні принципи керування зносостійкістю динамічно-навантажених трибосистм, які ґрунтуються на енергетичній моделі трибопроцесів та структурно-реологічних механізмах дисипації енергії у трибологічному контакті і є теоретичною основою для створення поверхневих структур та матеріалів з підвищеним опором фретинг-корозійному зношуванню. Вперше, методом скінченно-елементного аналізу, встановлено закономірності розподілу додаткових напружень, що виникають в системі «зносостійке покриття – металева основа» від дії температур фрикційного нагріву та визначені шляхи їх мінімізації. Закладено наукові основи створення матеріалів, стійких до зношування в умовах високотемпературного фретингу з робочою температурою до 1273 К. Практичне значення отриманих результатів полягає у тому, що одержано нові наукові положення, які дозволяють науково-обґрунтовано підходити до розробки та впровадженню конструктивно-технологічних заходів з підвищення довговічності деталей трибомеханічних систем, що працюють в умовах фретинг-контактної взаємодії, а також оцінювати і прогнозувати фретинг-корозійну сумісність матеріалів і зносостійкість поверхневих шарів. Розроблені в роботі функціональні зносостійкі матеріали і способи формування зносостійких поверхонь пройшли виробничу апробацію і рекомендовані до впровадження на підприємствах авіапромислового комплексу та підприємствах споріднених галузей.
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної проблеми – розробці науково-обґрунтованих підходів до забезпечення високого і прогнозованого рівня довговічності деталей авіаційних трибомеханічних систем, що працюють в умовах фретинг-контактної взаємодії, шляхом створення методів формування функціональних поверхонь і матеріалів з необхідними керованими властивостями та методів оцінювання і прогнозування фретинг-корозійної сумісності та зносостійкості елементів трибосистем.

ЗМІСТ ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ.................................6 ВСТУП....................................................................................................................................7 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ СТАНУ ПРОБЛЕМИ ТА ВИБІР НАПРЯМКІВ ДОСЛІДЖЕНЬ.................21 1.1 Аналіз умов роботи та основних видів тертя та зношування деталей техніки спеціального призначення в екстремальних умовах експлуатації…......................…..... 21 1.2 Технологічні методи формування зносостійких поверхонь дискретної структури.... 37 1.3 Закономірності зношування дискретних поверхонь……………….............................. 63 1.3.1 Зносостійкість в умовах абразивного зношування……………………...................... 63 1.3.2 Зносостійкість в умовах граничного мащення…………………………...................... 83 1.3.3 Зносостійкість поверхонь дискретної структури в умовах фретингу та її вплив на втомну міцність…..……………………................................................................................. 95 Висновки до розділу 1. Мета та задачі дослідження………………………...................... 117 РОЗДІЛ 2 МЕТОДОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТЕКСТУРОВАНИХ ЛУНКОВИХ ПОВЕРХОНЬ…………………………................................................................................. 124 2.1 Методика математичного моделювання технологічного процесу…….................... 125 2.2 Методика моделювання напружено-деформованого стану методом скінченно-елементного аналізу……………………………………………….....................................… 140 2.3 Методика моделювання течії рідини у дискретних ділянках…………..................... 151 2.4 Методика визначення впливу магнітних полів на трибологічні процеси у дискретних ділянках…………………………………………………......................................................... 154 2.5 Технологічні методи формування дискретних поверхонь……….....……................. 157 2.5.1 Технологія формування лункових поверхонь……………....………….................... 157 2.5.2 Технологія формування дискретних поверхонь методом електроіскрового легування……………………………………………………...............................................… 160 2.5.3 Зміцнення текстурованих лункових поверхонь методом іонно- плазмового термоциклічного азотування…………………………..………............................................ 161 2.6 Експериментальні методи досліджень текстурованих лункових поверхонь…….....163 2.6.1 Методика визначення залишкових напружень…….........................………..…….. 163 2.6.2 Методика триботехнічних досліджень в умовах абразивного зношування……… 167 2.6.3 Методика досліджень в умовах фретинг-зношування………......................……... 169 2.6.4 Методика досліджень текстурованих лункових поверхонь на фретинг-втому..... 171 2.6.5 Методика триботехнічних досліджень в умовах тертя ковзання........................... 178 2.7 Фізичні та хімічні методи досліджень…………………………………..................…..... 181 Висновки до розділу 2………………………………………………………............................ 184 РОЗДІЛ 3 ДОСЛІДЖЕННЯ ЗАКОНОМІРНОСТЕЙ ФОРМУВАННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ТЕКСТУРОВАНИХ ЛУНКОВИХ ПОВЕРХОНЬ……............. 186 3.1 Розрахунково-експериментальні дослідження залишкових напружень.................. 186 3.2 Побудова математичних моделей за результатами експерименту......................... 191 3.3 Дослідження напружено-деформованого стану методом скінченно- елементного аналізу………………………………………………………..............................……........….... 198 3.4 Дослідження впливу іонного азотування на структуру і фізико- механічні властивості текстурованих лункових поверхонь…………………..................................................….. 210 3.5 Чисельне моделювання напружено-деформованого стану електроіскрових покриттів………………………………………………………..............................................… 217 Висновки до розділу 3………………………………………………………............................ 223 РОЗДІЛ 4 ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ЗНОШУВАННЯ ТЕКСТУРОВАНИХ ЛУНКОВИХ ПОВЕРХОНЬ ПРИ ТЕРТІ НЕ ЖОРСТКО ЗАКРІПЛЕНИМИ АБРАЗИВНИМИ ЧАСТИНКАМИ……………………………………………...................................................... 226 4.1 Експериментальні дослідження в умовах абразивного зношування…................... 227 4.2 Механізм зношування дискретної ділянки...……………………................................. 235 4.3 Експериментальні дослідження в умовах зношування у водному середовищі з абразивом………………………………………………………............................................... 238 4.4 Оптимізація технологічного процесу формування текстурованих лункових поверхонь та побудова математичних моделей за результатами експерименту......... 241 Висновки до розділу 4…………………………………………............................................. 252 РОЗДІЛ 5 ЗАКОНОМІРНОСТІ ЗНОШУВАННЯ ТЕКСТУРОВАНИХ ЛУНКОВИХ ПОВЕРХОНЬ В УМОВАХ ФРЕТИНГУ І ФРЕТИНГ-УТОМИ…........................................ 255 5.1 Механізм фретинг-зношування текстурованих лункових поверхонь...................... 255 5.2 Вплив текстури дискретних поверхонь на тривалість процесу припрацювання.... 263 5.3 Механізм зношування комбінованих дискретних поверхонь в умовах фретинг-зношування……………………………………………………………….................................. 266 5.4 Чисельне моделювання температурно-силового навантаження…........................ 273 5.5 Побудова математичних моделей за результатами експерименту…….................. 277 5.6 Дослідження текстурованих лункових поверхонь в умовах фретинг- утоми…....... 286 Висновки до розділу 5…………………………………………………................................... 296 РОЗДІЛ 6. ЗНОСОСТІЙКІСТЬ ТЕКСТУРОВАНИХ ЛУНКОВИХ ПОВЕРХОНЬ В УМОВАХ ГРАНИЧНОГО МАЩЕННЯ ПРИ ТЕРТІ КОВЗАННІ.......................................................... 299 6.1 Закономірності зношування текстурованих лункових поверхонь…........................ 299 6.2 Вплив магнітних явищ на зносостійкість текстурованих лункових поверхонь…..... 309 6.2.1 Механізм вилучення продуктів зношування…………………………....................... 309 6.2.2 Дипольно-орієнтаційна поляризація молекул мастильного матеріалу при одночасному впливу магнітного поля і температури………………………..................... 313 6.3 Напружено-деформований стан поверхневого шару трибоконтакту….................. 317 6.4 Побудова математичних моделей за результатами експерименту…….................. 324 6.5. Дослідження ефективності дискретних ділянок в умовах рідинного мащення...... 341 6.5.1 Експериментальні дослідження…………………………………................................ 342 6.5.2 Чисельне моделювання…………………………………………………....................... 345 Висновки до розділу 6………………………………………………………............…............. 348 РОЗДІЛ 7. ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ВПРОВАДЖЕННЯ ТЕКСТУРОВАНИХ ЛУНКОВИХ ПОВЕРХОНЬ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ЗНОСОСТІЙКОСТІ ДЕТАЛЕЙ ТЕХНІКИ СПЕЦІАЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ……………………………………………………….......... 352 7.1 Узагальнення результатів оптимізації текстури лункових поверхонь..............…..... 353 7.2 Техніко-економічне обґрунтування впровадження технологічного процесу формування текстурованих лункових поверхонь………………………........................... 356 7.3 Практичні рекомендації щодо формування зносостійких текстурованих лункових поверхонь на конструктивних елементах техніки спеціального призначення……….... 361 Висновки до розділу 7………………………………………………....................................... 364 ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ……………….……………………........................... 366 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ…………………….…………………......................... 371 ДОДАТКИ...……………………………………………………………………............................ 436
Дисертація присвячена вирішенню актуальної наукової проблеми створення і практичного використання нових високоефективних ресурсозберігаючих технологій управління функціональними властивостями деталей техніки спеціального призначення за рахунок направленого створення зносостійких поверхневих шарів і управління їх властивостями в екстремальних умовах експлуатації при обмеженій подачі мастильного матеріалу при різних видах тертя та зношування. Теоретично обґрунтовано та експериментально доведено концептуальний підхід щодо створення зносостійких текстурованих луночних поверхонь з поглибленими дискретними ділянками, який на відміну від існуючих базуються на дослідженні напружено-деформованого стану як окремої дискретної ділянки, так і дискретної поверхні в цілому, та математичному моделюванні закономірностей їх формування. Представлено та описано результати експериментальних досліджень конструкційної сталі 30ХГСА з текстурованими луночними поверхнями і на їх основі розроблено теоретико-методологічні положення оптимального вибору властивостей дискретних поверхонь на підставі аналізу і синтезу комплексного дослідження зносостійкості деталей і вузлів тертя техніки спеціального призначення з метою підвищення їх зносостійкості і ресурсу. Встановлено закономірності зношування текстурованих луночних поверхонь при різних видах тертя та зношування від впливу конструктивних, технологічних та експлуатаційних факторів. Розкрито цілісні уявлення про закономірності і процеси, які відбуваються у тонких поверхневих шарах дискретних ділянок. Основні результати дисертаційної роботи знайшли промислове впровадження на етапах створення, виробництва та модернізації деталей та вузлів техніки спеціального призначення.