Введение к работе
Актуальность темы определяется необходимостью совершенствования теории и практики технологии поверхностного пластического деформирования применением дифференцированного гидродробеструйного упрочнения (ГДУ) и композиционных материалов в подшипниках скольжения, получивших широкое распространение в тяжелом и транспортном машиностроении
Дифференцированное гидродробеструйное упрочнение как разновидность технологии поверхностного пластического деформирования (ППД) позволяет на высоконагруженных деталях из углеродистой и конструкционной стали упрочнить поверхностный слой, активно управлять деформационным упрочнением различных участков поверхности конструкции, что дает возможность существенно повысить равномерность нагружения смежных объемов металла и равнопрочность при усталостном нагружении Покрытие рабочей поверхности шатунных подшипников композиционным материалом как разновидность совершенствования технологии поверхностного пластического деформирования снижает коэффициент динамичности в масляном слое за счёт демпфирующей способности пористого антифрикционного слоя При этом колебательный процесс в масляном слое подшипника полностью демпфируется, повышая его несущую способность и, соответственно, эксплуатационную надежность конструкций
В работах многих отечественных и зарубежных исследователей отмечается, что напряжения, оставшиеся в поверхностных слоях после ППД, помимо других факторов, тесно связаны с начальными технологическими остаточными напряжениями, возникающими в очаге деформации и в прилегающих к нему областях Среди работ, относящихся к вопросу изучения начальных технологических остаточных напряжений при ППД применительно к условиям ГДУ, выделяются исследования И В Кудрявцева, А Н Овсеенко, В В Петросова, Д Д Папшева и других Однако для условий ГДУ пренебрежение взаимосвязью между дифференцированным упрочнением и начальными технологическими остаточными напряжениями приводит к значительным погрешностям Для расчета начальных технологических остаточных напряжений, определяющих качество упрочнения и запасы усталостной прочности детали, приходится решать задачи напряженности конструкции при технологии ППД
Цель работы - совершенствование технологии изготовления подшипников скольжения на основе комплексного применения дифференцированного гидродробеструйного упрочнения и композиционных материалов для повышения эксплуатационной надежности подшипников Научная новизна диссертации: 1 Теоретическое обоснование совершенствования технологии дифференцированной гидродробеструйной обработки рабочих поверхностей деталей и подшипников скольжения на основе исследования влияния напряженной деформационно-силовой обстановки на характер формирования начальных технологических остаточных напряжений на примере стержня разнородной упругости
2 Обоснование технологаи изготовления подшипников скольжения в условиях поверхносшош пластическою деформирования путем применения композиционных маїериалов с разработок маїематической модели наїружения масляною слоя
3. Разработка маїсмагаческой модели и совершенствование технологических режимов дифференцированного і идродробеструйного упрочнения и іехнолоіии изютовления композиционных магериалов, учитывающие технические и гехнолоіические ограничения, которые позволяют активно управлять деформационным упрочнением различных участков поверхности детали и минимальной толщиной слоя смазки в конструкции
Методы и средства исследования. В теоретических исследованиях использовались методы технологии машиностроения, расчетно-аналитические методы теории упруюстя, сопротивления материалов и конечных элементов Экспериментальные исследования базировались на электротензометрии, метрологии, применении приборов «Стресскан» (США - Финляндия) и «ИОН -4М» при исследовании начальных технологических остаточных напряжений после ППД деталей, на емкостном методе при исследовании гидродинамики подшипников скольжения
Практическая ценность и реализация резулыатов работы. Достигнут переход к эффективному управлению начальными технологическими остаточными напряжениями при обрабоїке, определена область наиболее рациональных режимов поверхностною пластического деформирования Конструкционно технологические решения, совершенствование технологии применением композиционных материалов изменяют условия смазывания в подшипниках скольжения путем демпфирования колебательного процесса и снижения динамики нагружепих Предлагаемое совершенствование технологии позволяет повысить экешгуагациошгую надежность деталей до 20% Результаты исследования явились основой для создания подшипников скольжения, получивших промышленную апробацию Внедрение результатов исследования осуществлено в ОАО «Волжский дизель им Маминых» и других организациях при изготовлении деталей с высоким технологическим уровнем и оксплуа гациошюй надежностью
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на XI Международной научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2007), Межгосударственных научно-технических семинарах по двигателям внутреннею сюрания (Саратов, 2005-2007), ежеюдных научно-технических конференциях СГГУ (2001-2007), заседаниях кафедры «Технология и автоматизация машиностроения» БИЛУ СГГУ, заседаниях кафедры «Технология машиностроения» СІТУ
Публикации. Но материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 1 в журнале, рекомендованном для публикации ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы Диссертационная работа изложена на 139 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков, 24 таблицы, список литературы включает 125 наименований
