Введение к работе
Актуальность темы.
Одним из важных вопросов для предприятий является повышение надежности технологического оборудования. Машины и оборудование предприятий сферы обслуживания и коммунального хозяйства работают в тяжелых условиях (высокие скорости, знакопеременные нагрузки, недостаточная смазка). В результате изнашивания деталей снижается производительность оборудования, а также качество выпускаемой продукции и услуг, увеличиваются затраты на техническое обслуживание и ремонт.
Известно, что работоспособность деталей определяется качеством поверхностного слоя материалов, который формируется в процессе технологической обработки. В общей трудоемкости изготовления деталей 60-70% приходится на механическую обработку: точение, фрезерование, сверление, шлифование, полирование и т.д. Эти способы обработки предусматривают срезание тонких слоев материала обычно в присутствии в зоне резания смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС). Интенсивной деформации подвергается слой материала, лежащий ниже линии среза, образующий новую поверхность детали. В результате в поверхностном слое имеются очаги разрушений в виде субмикротрещин и др. дефектов, в которые проникает диффузионно-подвижный водород. Резание сопровождается образованием химически чистой (ювенильной) поверхности с резким возрастанием поверхностной энергии. Уменьшение химической активности ювенильной поверхности за счет пассивирующих агентов со свободными валентностями - один из резервов снижения износа режущего инструмента и улучшения качества обработки.
Существенное влияние на процесс формирования поверхностного слоя в процессе обработки и эксплуатации оказывает процесс перераспределения водорода, приводящий при интенсивной адсорбции и диффузии к охрупчиванию и возникновению дефектов в структуре металлов. Исследованиями установлено, что дефекты поверхностного слоя деталей, способствующие поглощению водорода образуются уже на стадии технологической обработки. Необходимо блокирование поступления водорода и образования пор на всех стадиях формирования поверхностного слоя деталей. Для блокирования поступления водорода в поверхностный слой материалов деталей применяются различные методы, в частности, на стадии эксплуатации эффективно используются методы ме-таллоплакирования.
Цель и задачи исследования.
Целью исследования является повышение срока службы деталей машин и агрегатов коммунального хозяйства и бытового назначения и ресурса обрабатывающего инструмента технологиями металлоплакирования, обеспечивающими защиту от «технологического» наводороживания в процессе механической обработки.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие основные задачи:
-
Проведён анализ условий эксплуатации, причин потери работоспособности деталей машин и оборудования предприятий бытового обслуживания и коммунального хозяйства и методы повышения их срока службы.
-
Обоснован механизм повышения износостойкости деталей машин и оборудования и стойкости инструмента металлоплакированием в процессе механической обработки.
-
Обоснованы и разработаны методики и средства исследований перераспределения водорода в материалах, износостойкости деталей машин и оборудования коммунально-бытового назначения.
-
Разработаны технологические мероприятия, направленные на снижение «технологического» наводороживания обрабатываемых деталей машин и оборудования и на повышение стойкости металлорежущего инструмента.
-
Проведены лабораторные, стендовые испытания, производственная апробация и внедрение результатов исследований.
Объектом исследований являются машины и оборудование предприятий коммунального хозяйства и бытового обслуживания, металлообрабатывающий инструмент, применяемый для изготовления деталей оборудования.
Методологической и теоретической основой исследования явились современные представления о процессах взаимодействия материалов в процессе технологической обработки и на этапах эксплуатации.
Научная новизна.
Исследование содержит следующие элементы научной новизны:
-
Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена модель повышения износостойкости деталей машин и оборудования коммунально-бытового назначения и стойкости обрабатывающего инструмента защитой от «технологического» наводороживания в процессе механической обработки.
-
Разработаны модели формирования поверхностного слоя деталей в процессе обработки резанием, определяющие триботехнические характеристики поверхностного слоя деталей.
-
Обоснованы и экспериментально установлены состав и концентрации металлоплакирующих композиций в смазочно-охлаждающих технологических средах для обработки деталей резанием.
Практическая значимость.
-
Предложен метод повышения износостойкости деталей машин и оборудования коммунально-бытового назначения и стойкости обрабатывающего инструмента в процессе механической обработки применением смазочно-охлаждающих технологических сред с металлоплакирующими композициями.
-
Разработаны методики проведения триботехнических испытаний взаимодействующих материалов деталей машин и исследования их наводороживания.
-
Экспериментально доказана возможность повышения ресурса металлообрабатывающего инструмента в 2,5 раза, снижения износа деталей машин и агрегатов в процессе эксплуатации не менее чем на 20% применением металлоплакирующих СОТС в процессе технологической обработки.
4. Результаты исследований прошли производственную апробацию на предприятиях коммунального хозяйства и бытового обслуживания.
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы были доложены на: Республиканской научно-технической конференции (Уфа 1988г.); всесоюзной научно-технической конференции (Николаев 1988); V Всесоюзной конференция АН СССР (Москва 1988); международной научно-технической конференции «Современные технологии сервиса» (Москва 2000); ГУ-й Международной конференции «Индустрия сервиса в XXI веке», (Москва 2003); Всероссийской научно- практической конференции «Инновационные процессы в регионах России», (Волгоград, 2003); международньж научно-технических конференциях «Наука - сервису» (Москва 2003, 2004).
Выполненные автором разработки экспонировались на выставках: «НТТМ-87» на ВДНХ СССР, «Молодежь страны Советов», международной специализированной выставке «Интербытмаш- 89», международной выставке молодых изобретателей и рационализаторов «Зенит-88» (ЧССР), выставке «Берлин-87» (ГДР), в МНР и др.
За участие в разработке триботехнического комплекса и методов повышения износостойкости деталей машин автор работы награжден бронзовой и серебряной медалями ВДНХ СССР.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 23 печатные работы, получено 2 авторских свидетельства на изобретения.
Структура диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованньж источников и приложений.
