Введение к работе
Актуальность темы. Повышение ресурса двигателей внутреннего сгорания и поршневых компрессоров является одной из основных народнохозяйственных задач. Слабыми элементами ДВС и компрессоров являются сопряжения (пары трения): коренные и шатунные шейки коленчатого вала, гильзы цилиндров, поршневые пальцы и распределительные валы.
Существующие методы повышения износостойкости поверхностей деталей пар трения до настоящего времени не позволяют повысить триботехни-ческие характеристики, обеспечивающие повышение ресурса машины в целом до морального износа. Одними из наиболее распространенных методов являются механические методы, включающие в себя ударный наклеп, центробежную обработку шариками, роликами, обкатывание роликом, шариком, накатывание и раскатывание вибрирующим шариком и др.
Исследования проведенные Д.Д. Папшевым, Ю.Г. Проскуряковым, Л.А. Хворостухиным, Ю.Г. Шнейдером и другими отечественными учеными позволили повысить износостойкость поверхностей деталей в отдельных случаях от двух до пяти раз. В то же время производительность методов обкатывания, раскатывания, вибрационного накатывания и др. методов 111ІД не достаточно высока, а сами технологии могут быть использованы лишь с предварительным исследованием процесса для данной пары трения. Поэтому совершенствование зарекомендовавших себя методов улучшения физико-механических свойств материалов приповерхностных слоев деталей, находящихся в сопряжении, до настоящего времени является актуальным.
Связь темы диссертации с общенаучными (государственными) программами и планом работы университета. Работа выполнялась в соответствии с «Аналитической ведомственной целевой программой развития научного потенциала высшей школы (2006-2008 гг.)», на 2006-2007 гг. по гранту «Рабочие процессы поршневых пневмодвигателей и пневмодвигатель-компрессорных агрегатов» руководитель Калекин B.C.
Цель работы — повышение ресурса узлов и деталей поршневых двигателей внутреннего сгорания, поршневых компрессоров упрочнением поверхностно-пластическим деформированием с разработкой технологии получения многоуровневого маслоудерживающего микрорельефа.
Объектом исследований являются процессы контактного взаимодействия деталей пар трения в подвижных соединениях поршневых двигателей и компрессоров.
Методы исследований. Теоретические и экспериментальные исследования проведены с использованием теории упругости и пластичности, теории трения, численных методов решения задач. Значительная часть работы базируется на постановке натурных экспериментов при обеспечении требуемых физико-механических свойств поверхностей деталей и обработке результатов с помощью специализированных программ на ЭВМ.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-
В обосновании и разработке методики процесса создания многоуровневого микрорельефа вибрационным накатыванием с предварительным нанесением твердой смазки.
-
В создании пространственной динамической имитационной модели установки для поверхностно-пластического деформирования.
-
В разработке методики определения величины пластических деформаций методом конечных элементов в среде COSMOSWorks.
-
В выявлении зависимости величины относительной площади поверхности FK от режимов обработки.
-
В выявлении зависимости величины весового износа от относительной площади поверхности FK.
Положения, выносимые на защиту:
-
Пространственная динамическая модель установки для вибрационного накатывания.
-
Математическая модель процесса контактного взаимодействия деформирующего элемента с заготовкой.
-
Алгоритм определения рациональных параметров процесса формирования многоуровневого маслоудерживающего микрорельефа.
-
Результаты исследований и практического применения созданных моделей, методов и алгоритма определения рациональных параметров микрорельефа.
Практическая ценность работы.
-
Разработан алгоритм определения рациональных параметров процесса формирования многоуровневого маслоудерживающего микрорельефа.
-
Разработана программа определения рациональных параметров микрорельефа в среде системы управления базами данных (СУБД) Microsoft Office Access.
Использование результатов данной работы на производстве, в научных исследованиях и в учебном процессе позволит повысить качество разрабатываемых технологических процессов и уровень подготовки специалистов.
Реализация результатов работы. Разработанные в диссертации научные положения, позволяющие определить рациональные параметры процесса формирования многоуровневого маслоудерживающего микрорельефа, внедрены в ООО «Селена-С». Результаты исследований внедрены также в учебный процесс при изучении курса «Пространственное проектирование и моделирование на ЭВМ» на кафедре «Специальных технических дисциплин» Омского филиала Новосибирской государственной академии водного транспорта при подготовке инженеров по специальностям 180403 «Эксплуатация судовых энергетических установок» очной формы обучения и 180103 «Судовые энергетические установки» заочной формы обучения, а также в специальной части дипломного проекта студентов кафедры.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на международной научно-технической конференции «Современ-
ные проблемы машиноведения» (19-20 окт., 2006, Гомель, Республика Беларусь); на III международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения» (27-30 нояб., 2006, Томск, Россия); на расширенном заседании кафедры «Технология машиностроения» ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет»; на международной научно-технической интернет-конференции «Технология машиностроения 2006»; на семинаре кафедр ОмГТУ «Машины и аппараты химических производств» и «Технология машиностроения»
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 работ.
Объем и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 122 наименования и приложения. Основной текст изложен на 134 страницах, содержит 54 таблицы и 84 рисунка, приложение на 20 страницах.
