Исследование износостойкости поверхностей деталей машин после комбинированной антифрикционной
ОБРАБОТКИ
Объект исследования: технологическая система обеспечения износостойкостиповерхностей деталей машин комбинированной антифрикционной обработкой.
Результаты,полученные лично автором: участие в проведении экспериментов и в статистической обработке их результатов.
Для повышения износостойкости поверхностей элементов трибосистем, работающих в условиях трения скольжения со смазкой, эффективными являются методы обработки на основе использования твёрдых износостойких покрытий,получаемых методом катодно – ионной бомбардирови (КИБ) и мягких приработочных плёнок, получаемых разными способами. Исследование методов обработки по их влиянию на износостойкость соединений проводились различными авторами и в различных условиях испытаний и эксплуатации. Поэтому представленные во многих источниках коэффициенты износостойкости дают лишь приближённую оценку эффективности того или иного метода и категоричные выводы о целесообразности их применения в тех или иных условиях на основе таких данных делать некорректно.
Комбинированная антифрикционная обработка (КАФО) цилиндрических поверхностей деталей машин, разработанная на кафедре «Технология машиностроения» БГТУ (г. Брянск, Россия) в основе которой лежит создание мягких приработочных плёнок, состоит из трёх этапов: 1) предварительная обработка, обеспечивающая требуемую точность и параметры качества поверхностного слоя, необходимые для дальнейшей модификации поверхности мягкими приработочными материалами (чистовое точение ПСТМ на основе КНБ (композит 10 и др.)); 2) нанесение мягкой приработочной медесодержащей плёнки различными способами (фрикционное, химическое и др.); 3) финишная обработка ППД, формирующая микрорельеф поверхности (например, для исключения процесса микрорезания при трении) и требуемые физико-механические свойства (алмазное выглаживание).
Результаты триботехнических испытаний на испытательных стендах в условиях граничного трения цилиндрических соединений с деталями, поверхности которых получены методами КАФО и (КИБ + ППД), представлены в таблице.
Сравнение результатов показывает, что все характеристики имеют, примерно, один порядок. Метод (КИБ + ППД) обеспечивает несколько меньшие величины начального износа и пути приработки поверхности вала, а также величину коэффициента трения. Что касается начального износа вкладыша и пути приработки для его поверхности, то они выше, чем при КАФО, а интенсивности изнашивания примерно одинаковы. Таким образом, метод комбинированной антифрикционной обработки на основе модификации поверхности мягкими приработочными покрытиями и ППД (АВ) незначительно уступает в исследованном классе соединений типа подшипников скольжения методу, использующему твёрдые нитридсодержащие покрытия, а в чём-то не уступает (I1, I2) и даже превосходит его (h02, L2).
Наряду с этим, метод КАФО имеет ряд неоспоримых технологических преимуществ при его практической реализации в силу его высокой технологической гибкости.
Таблица
Сравнение методов комбинированной обработки по триботехническим
характеристикам соединений
| № | Параметр | Обозначение | КИБ + ППД | КАФО |
| Начальный износ поверхности вала | h01, мкм | 0,4…2,7 | 0,8…4,2 | |
| Начальный износ поверхности вкладыша | h02, мкм | 6,0…26 | 6,5…18 | |
| Путь приработки вала | L1, м | (0,3…1,3) ×103 | (0,5…4,0) ×103 | |
| Путь приработки вкладыша | L2, м | (2,0…7,5) ×104 | (0,4…2,8) ×104 | |
| Коэффициент трения в начале приработки | f1 | 0,07…0,35 | 0,16…0,3 | |
| Коэффициент трения в конце приработки | f2 | 0,008…0,04 | 0,02…0,17 | |
| Интенсивность износа поверхности вала | I1 | (0,5…3,2)×10–12 | (0,5…6,2)×10–12 |
Окончание табл.1
| Интенсивность износа поверхности вкладыша | I2 | (1,2…10,8)×10–12 | (1,3…10,9)×10–12 |
Отмеченные положительные стороны разработанной технологии КАФО обязательно должны сказаться на снижении себестоимости обработки по сравнению с методом КИБ + ППД при сохранении высоких триботехнических показателей соединений.
Таким образом, предложенный метод КАФО позволяет ожидать коэффициент повышения износостойкости Kпи = (1…1,2) × (1,6…2) × (1,5…3) = 2,4…7,2 (в соответствии с табл. 1).
Метод КАФО разработан и рекомендуется для обработки охватываемых поверхностей трибоэлементов в подшипниках скольжения.
Материал поступил в редколлегию 03.05.2017
УДК 621.75
В.Ю. Шилина
Научные руководители: доцент кафедры «Технология машиностроения», к.т.н., Е.А. Польский, доцент кафедры «Технология машиностроения», к.т.н.,
С.В. Сорокин