Введение к работе
T~~*i
rhs\'
—Актуальность работы. Известно, что основной причиной вы
хода из строя машин в процессе эксплуатации является износ по
верхностей трения. Значительная часть, около 30$, мирових энер
гетических ресурсов в различных формах расходуется на трение,
80-90$ подвижных сопряжений машин выходят из строя вследствие
износа. При этом сникаотся КПД, точность, экономичность, надеж
ность и долговечность машин, ухудшаются их динамические харак
теристики .
Преждевременный износ машин, приборов, оборудования, инструмента в бывшем СССР приводит к потерям 60 млрд.руб. Капитальный ремонт обходится более 20 млрд.руб., амортизационные отчисления составляют 50 млрд.руб. Износ - главная причина ремонта, 25 млн. т металла расходуется на ремонт и изготовление запасных частей, 7 млн. человек занято ремонтными работами. Только ремонтом сельскохозяйственной техники в бывшем СССР было занято около 1 млн. человек и затрачивалось на это 6 млрд. руб. Ремонт и техническое обслуживание, из разных источников, приблизительно обходится для различных изделий техники в 3-10 раз больше стоимости их изготовления.
Различные традиционные конструктивно-технологические методы улучшения качества деталей машин, с целью увеличения ресурса сопряжений, не всегда дают желаемые результаты либо по качеству, либо по экономическим соображениям. В связи с этим необходим поиск новых способов обработки деталей машин.
Одним из наиболее элективных и экономичных путей повышения работоспособности деталей, работающих в условиях контактной усталости и истирашш, является создание на трущихся повер-
хностях прочных износостойких слоев, позволяющих резко увеличить усталостную прочность, коррозионную стойкость и износостойкость материалов. Очевидно, что упрочнение тонкого поверхностного слоя детали является прогрессивным направлением в технологии машиностроения, так как позволяет экономить дорогостоящие легированные стали, цветные металлы, повышать ресурс и надежность механизмов, снижать энергоемкость производства, успешно решать проблему восстановительного ремонта в целях повторного использования изношенных деталей и т,ц.
Одним из способов данного направления является трибоэлект-
рохимический способ обработки поверхностей трения деталей машин,
но в настоящее время трибоэлектрохимические процессы не поста- .
точно изучены. Поэтому проблема повышения качества и надежнос
ти машин является актуальной и в наши дни. Она носит комплекс
ный характер и затрагивает все отрасли народного хозяйства, а
ее решение относится к первоочередным задачам, имеющим государ
ственное значение. -
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является: теоретическое обоснование и формирование практических рекомендаций по применению трибоэлектрохимической технологии для повышения износостойкости деталей машин.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:,
-
Разработать методику исследования.
-
Разработать модель трибоэлектрохимического нормирования износостойких поверхностей трения. '
-
Провести экспериментальные исследования, подтверждающие правильность рабочей гипотезы.
-
На основе анализа результатов исследования дать практические рекомендации.-
Научная новизна. Впервые разработана и подтверждена экспериментом модель трибоэлектрохимического формирования износостойких поверхностей трения, согласно которой повышение износостойкости детали осуществляется за счет заполнения впадин шероховатостей обрабатываемой поверхности компонентами, повышающими износостойкость, и ее нивелирования, в результате чего увеличивается площадь опорной поверхности и уменьшается удельное давление в контакте сопряжения, что не ведет за собой изменение геометрических размеров детали, подвергаемой трибоэлектро-химической обработке. Предложены новые технические решения, направленные на повышение износостойкости деталей машин. Новизна этих решений защищена 8 авторскими свидетельствами и 2 положительными решениями на изобретения. Определены аппроксимированные функции изменения интенсивности изнашивания деталей машин, выполненных из ереднеуглеродиетой стали, от основных параметров трибоэлоктрохимической обработки. Выдвинуты предложения по применению трибоэлоктрохимической обработки деталей машин на заводах автомобильного и тракторного машиностроения, включая заводи капитального ремонта.
Практическая значимость. Разработаны параметры и режимы трибоэлектрохичичеекой обработки деталей машин, выполненных из среднеуглероцистой стади и работающих в условиях граничного трения. Данная обработка позволяет не только увеличивать износостойкость деталей, но и снижать их стоимость за счет исключения ранее применяемых технологических процессов. Так, например, в результате обработки трибоэлектрохнмическим способом осей груза регулятора топливного насоса двигателя КамАз на заводе ЯЗДА.бнл получен технико-экономический Э44ект равняй
4 2158000 рублей по ценам 1991 года. Впервые данн практические предложения по применению данного способа обработки деталей для борьбы с коррозией и для стабилизации установившейся формы ее-' тественного износа/ форма минимизирующая износ/, так как в процессе обработки геометрические размеры детали не изменяются.
Реализация работы. Основные результаты исследований были использованы в научно-исследовательской работе НПО "НИИтракто-росельхозмаш" "Исследование и отработка технологии трибоэлект-рохимпческого способа для повышения износостойкости узлов трения скольжения", которое рекомендовало к практическому использованию на заводах автомобильного и тракторного машиностроения, включая заводы капитального ремонта, трпбоэлектрохимичоский. способ повышения износостойкости деталей машин. В Военно-инженерной академии имени В.В.Куйбышева, в Омском и Киевском высшем танковом инженерном училище были созцанн установки для три-бозлектрохістической обработки пар трения, которые используются в учебном процессе этих заведений. На Ярославском заводе дизельной аппаратуры/ЯЗДА/ были обработаны'трибоэлектрохимичес-ким способом оси груза регулятора топливного насоса двигателя КамАз, которые при стендовых.испытаниях на этом же заводе показали более, чем 3-х кратное повышение износостойкости по сравнению с серийными образцами.
Апробация работы и публикации. Основные результаты и положения выполненной работы доложены и получили положительную оценку на научном семинаре кафедры эксплуатации и ремонта машин инженерного вооружения Военной инженерной академии имени В.В.Куйбышева/г. Москва, 1991 г./, научно-технической конференции "Повышение технического уровня, надежности и долговечности
5 маіпин"/г.Минск, 1990 г.,институт надежности и долговечности машин. /, научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и адъюнктов Киевского высшего танкового инженерного училища/г.Киев, 1990 г./, научных семинарах кафедр эксплуатации и вождения и восстановления бронетанкового вооружения и техники Киевского высшего танкового инженерного училища.
По результатам теоретических и экспериментальных исследований опубликовано 22 научные работы, в том числе 8 авторских свидетельств и 2 положительных решения на изобретения.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 164 страницах машинописного текста, включая 44 рисунка и 7 таблиц. Список использованной литературы состоит из 115 наименований. Работа включает в себя введение, 5 глав, заключение и список использованных источников.
