Теоретичні основи та технології створення вузлів машин з перемінною зносостійкістю

Предмет:

Тип роботи:

Автореферат

К-сть сторінок:

Мова:

Українська

Оцінка:

(Николаев, 1988 г.), “Пути повышения качества и экономичности литейных процессов” (Одесса, 1988 г.), “Ярмарка новых разработок по двигателестроению” (Владимир, 1989 г.), “Пути повышения стойкости и надежности режущих и штамповых инструментов” (Николаев, 1990 г.), International symposium on higher enginiring education” (Hangzhou, China, 1990), “Главные судовые двигатели” (Шанхай, КНР, 1990 г.), “2-nd international marine engineering conference” (Shaughai, China, 1991), “Проблемы качества в условиях рынка” (Херсон, 1993 г.), “Перший міжнародний симпозіум українських інженерів-механіків” (Львів, 1993 р.), “3-rd international marine engineering conference” (Shaughai, China, 1996), “Проблеми суднобудування: стан, ідеї, рішення” (Миколаїв, 1997 р.), 100-річчя Чорноморського суднобудівного заводу (Миколаїв, 1997 р.), “Новые технологии, методы обработки и упрочнения деталей энергетических установок” (Запорожье, 2000 г.), “Mathematical simulation of complicated technoecological processes 4-th International modeling school of AMSE-VAPL” (Rzeszow, Poland, 2000), ІІІ Всеукраїнська науково-методична конференція за міжнародною участю “Екологія та інженерія. Стан, наслідки, шляхи створення екологічно чистих технологій” (Дніпродзержинськ, 2000 р.), “Пятый международный конгресс двигателестроителей” (Рыбачье, Крым, Украина, 2000 г.), “Научно-технические конференции НКИ-УГМТУ” (Николаев, 1980-2000 гг.), “Еколого-економічні проблеми розвитку підприємств регіону” (Ялта, 2000 р.), “Шестой международный конгресс двигателестроителей” (Рыбачье, Крым, Украина, 2001 г.), “Зносостійкість і надійність вузлів тертя машин (ЗНМ-2001) ” (м. Хмельницький, 2001 р.), “Y. P. Fuzzy-logic technique for synthesis of decision making and control. Book of abstracts of the Annaul Scientific Conference GAMM 2001” (ETH Zurich, 2001).

Публікації. Основні результати роботи опубліковані у одній монографії, 8-х статтях у наукових журналах, 14-ти збірках наукових праць, 16-ти трудах конференцій, 7-ми авторських свідоцтвах після захисту кандидатської дисертації.

Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, семи розділів, висновків, списку літератури з 202 найменувань і додатку. Загальний обсяг роботи 366 сторінок, у тому числі 90 рисунків, 32 таблиці.

Основний зміст роботи

У вступі розкрито важливість обраної проблеми, обґрунтовано актуальність теми, цілі та задачі дослідження, сформульовано наукову новизну отриманих результатів, наведено практичну цінність впровадження результатів дослідження, зазначені джерела апробації та публікації основних положень дисертації.

У першому розділі висвітлені питання, пов’язані з проблемою створення вузлів машин з диференційованими властивостями поверхонь тертя. Показано, що практично всі поверхні в процесі експлуатації зношуються нерівномірно. Це відбувається внаслідок нерівномірних умов зовнішнього навантаження по площі поверхні тертя (різним тискам, швидкостям руху, температурам, умовам змащення, забруднення та інше) чи внаслідок різного часу знаходження у фрикційному контакті. Нерівномірний знос робочих поверхонь викликає порушення макрогеометрії сполучених поверхонь, зменшення точності руху машин та механізмів, падіння їх експлуатаційних параметрів, збільшенню втрат палива та мастила. Деталі виходять з ладу при досягненні граничних зносів в окремих точках робочої поверхні, хоча більшість поверхні тертя залишається в працездатному стані. Створення поверхонь тертя з диференційованими властивостями, заданими в кожній точці робочої поверхні, дозволить створити деталі, які в процесі експлуатації матимуть підвищений ресурс та зношуватимуться рівномірно по всій поверхні. Це забезпечить як збільшення довговічності машини або механізму, так і покращення їх експлуатаційних характеристик за рахунок поліпшення макрогеометрії і точності робочих поверхонь.

У роботі показано, що найбільш характерним прикладом виробу, який налічує вузли тертя, що зношуються нерівномірно, є двигун внутрішнього згоряння. Враховуючи надзвичайне значення двигунів внутрішнього згоряння для людства, (вони споживають три чверті нафти, що добувається в світі, їх потужність в декілька разів перевищує потужність всіх джерел енергії, взятих разом, їх доля в загальному забруднені атмосфери складає 60... 70%, їх виготовляється сотні мільйонів на рік і таке інше), та їх широке розповсюдження, автор спрямував свої дослідження на створення типових вузлів тертя з заданими властивостями на прикладі саме двигунів внутрішнього згоряння.

У роботі показано, що нерівномірний знос робочих поверхонь відбувається через зміни зовнішніх параметрів тертя вздовж напрямку руху. Найбільший вплив на процеси зносу мають: тиск на поверхні тертя, швидкість руху та температура поверхні. В окремих вузлах деякі параметри можуть бути сталими, а деякі змінюватися. Наприклад, у підшипниках ковзання не сталим є тільки тиск на поверхні тертя. У кулачкових парах змінюються два параметри: тиск та швидкість. А в такому вузлі як циліндропоршньова група, змінюються вздовж поверхні тертя три параметри: тиск, швидкість та температура, що призводить до нерівномірного зносу робочої поверхні циліндра.

Забезпечення диференційованої зносостійкості робочої поверхні, що відповідає вимогам у кожній її точці, здійснюється за рахунок створення відповідних фізико-механічних властивостей матеріалу поверхні, перемінних в кожній точці робочої поверхні. Практичне здійснення цієї задачі можливо досягти за рахунок різних зміцнюючих технологій.

Проведений аналіз та створена класифікація технологічних методів зміцнення робочої поверхні циліндра ДВЗ, як головної деталі, яка забезпечує ресурс двигуна до капітального ремонту.

Проаналізовано вплив мастильних матеріалів на процеси тертя та зносу в основних типових вузлах двигунів та їх вплив на нерівномірність зносу поверхонь.

Показано, що існує нагальна потреба і доцільність створення вузлів із заданими зносостійкими характеристиками, але відсутнє теоретичне обґрунтування їх створення, методика розрахунку епюр зносу та промислові технології отримання деталей з заданими перемінними властивостями робочих поверхонь.

У другому розділі розглядаються результати розробки методологічного та технічного забезпечення досліджень. Загальний напрямок досліджень був спрямований на комплексне вирішення проблем підвищення ресурсу двигунів внутрішнього згоряння за рахунок створення вузлів тертя з перемінною зносостійкістю робочих поверхонь.

Ці роботи