Please use this identifier to cite or link to this item: http://er.nau.edu.ua:8080/handle/NAU/25899
Title: Науково-методологічні засади формування зносостійких поверхонь деталей при багатокомпонентній термоконтактній дії
Authors: Циганов, Володимир Васильович
Keywords: тертя
знос
зносостійкість
поверхневий шар
моделювання
трибоз'єднання
багатокомпонентне термомеханічне навантаження
Issue Date: 2017
Abstract: Дисертація присвячена питанням підвищення довговічності трибоз’єднань, що експлуатуються в умовах багатокомпонентного динамічного контактного навантаження і різних температур. Досліджені закономірності тертя і зношування, а також механізм зношування при багатокомпонентному контактному навантаженні, наноструктурні властивості поверхневого шару, модель формування і руйнування поверхневого шару деталей трибоз’єднань за різних умов контактного навантаження. Розроблено комплекс методик і експериментального устаткування, за допомогою яких встановлені загальні закономірності тертя і зношування. Запропоновані ефективні способи визначення зносостійкості деталей трибоз’єднань на основі оцінки структурної однорідності поверхневого шару за трибоспектральним методом та в результаті аналізу зміни величини або розподілу роботи виходу електрона по поверхні деталей. Запропонована концепція зносостійкості трибосистем і триботехнічний принцип мінімізації зношування матеріалів на основі використання явища структурно-енергетичної адаптації матеріалів при терті з різними видами навантаження та формуванням поверхневого шару з неоднорідним структурним станом. Розроблені моделі зношування з урахуванням багатокомпонентної динаміки навантаження, наявності ЗОР і вільних макрорадикалів в контакті трибоз’єднань та запропоновані науково обґрунтовані методи управління зносостійкістю трибоз’єднань введенням в зону контакту вільних макрорадикалів. Підвищена зносостійкість трибоз’єднань за рахунок використання розроблених технологічних рекомендацій отримання зносостійкого ультрадисперсного наноструктурного поверхневого шару деталей трибоз’єднань в залежності від умов контактування та виготовлення.
Description: РАЗДЕЛ 1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ УЗЛОВ ТРЕНИЯ ПРИ МНОГОКОМПОНЕНТНОМ ТЕРМОКОНТАКТНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ.....................................19 1.1 Трибосопряжения, изнашивающиеся при многокомпонентном динамическом нагружении………………...………………..……………..19 1.2 Узлы трения ГТУ и повреждение деталей при контактных взаимодействиях и эксплуатационных температурах…………………...29 1.3 Состояние исследований в области изнашивания материалов деталей трибосопряжений при многокомпонентном термоконтактном воздействии……………………………………………………………….....45 1.4 Постановка цели и задач исследования, основные этапы ………..……....59 РАЗДЕЛ 2. МЕТОДОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ………….65 2.1 Особенности исследований износостойкости материалов, работающих при многокомпонентном термоконтактном воздействии………………..65 2.2 Испытательные стенды и установки для оценки износостойкости трибосопряжений при многокомпонентном термоконтактном воздействии……………………………………………………………….....69 2.3 Методика проведения исследований износостойкости трибосопряжений при многокомпонентном термоконтактном воздействии……...………...92 2.3.1 Условия проведения исследований………………………………….92 2.3.2 Определение величины интенсивности изнашивания……………...98 2.4 Методы исследований качественных изменений поверхностного слоя в зоне контакта…………………………………………………………….....108 2.4.1 Оценка состояния поверхностного слоя трибоспектральным методом………………………………………………………………109 2.4.2 Оценка состояния поверхностного слоя по изменению работы выхода электрона с поверхности образцов…….……………….....111 2.4.3 Оценка микрогеометрии поверхности…………………...………...114 2.5 Методы экспериментального изучения трибопроцессов в поступательных плоскостных парах IV класса с периодическим ударным разрывом контакта (типа «направляющая-цепь») .…………………………….……..116 2.6 Оценка силы трения скольжения (движения) и силы трения покоя……..122 Выводы………………………………………………...…………………………125 РАЗДЕЛ 3. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО НАГРУЖЕНИЯ НА ИЗНАШИВАНИЕ СПЛАВОВ……….…....126 3.1 Определение расчетного пути трения и элементов контактного разрушения трибосопряжения при трехкомпонентном динамическом нагружении…………………………………………………………………...127 3.2 Влияние многокомпонентного динамического нагружения на износостойкость трибосопряжений…………………………..……….……143 3.3 Процессы изнашивания трибосопряжений при многокомпонентном динамическом нагружении и высоких температурах…..…………….…...153 3.4 Процессы изнашивания трибосопряжений при многокомпонентном динамическом нагружении и отрицательных температурах……….….…158 3.5 Оценка износа поступательных плоскостных пар IV класса с периодическим ударным разрывом контакта (типа «направляющая- цепь») …………………..……………………………………………………164 Выводы………………………………………………………...………………..166 РАЗДЕЛ 4. ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССОВ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НА СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ СОПРЯЖЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ В УСЛОВИЯХ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ТЕРМОКОНТАКТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.…………………....168 4.1 Влияние нагрузочных параметров на состояние поверхностного слоя различных материалов…………...…………………………………………168 4.1.1 Анализ состояния поверхностного слоя трибоспектральным методом………………………………………………………………..168 4.1.2 Анализ состояния поверхностного слоя по изменению работы выхода свободного электрона…………………………………………….181 4.1.3 Анализ микрогеометрии поверхности………………………………188 4.2 Состояние поверхностного слоя образцов при многокомпонентном динамическом нагружении и высоких температурах……………...……..191 4.3 Влияние отрицательных температур на трибологические свойства и состояние поверхностного слоя деталей трибосопряжений при многокомпонентном нагружении………………………...………………..194 Выводы………………………………………………………………………….204 РАЗДЕЛ 5. ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ДЕТАЛЕЙ СОПРЯЖЕНИЙ ПРИ МНОГОКОМПОНЕНТНОМ ТЕРМОКОНТАКТНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ…..………...….......................................................206 5.1 Модель формирования и разрушения поверхностного слоя деталей трибосопряжений при многокомпонентном динамическом нагружении…………………………………………………………………..206 5.1.1 Наноструктурные изменения поверхностного слоя деталей трибосопряжений при многокомпонентном динамическом нагружении…………………………………………………………….206 5.1.2 Механизм разрушения поверхностного слоя в условиях циклического трибонагружения……………………………………………………...210 5.1.3 Изнашивание материалов при трении в условиях многокомпонентном динамического нагружения………...………………………………...217 5.2 Влияние температуры окружающей среды на формирование и разрушение поверхностного слоя деталей трибосопряжений в условиях многокомпонентного динамического нагружени……………………..…228 5.3 Моделирование трибопроцессов в зоне контакта инструмента и заготовки при обработке металлов резанием……...…………………..….230 5.4 Прогнозирование влияния свободных макрорадикалов в зоне контакта трибосопряжений на износостойкость деталей……………………….....240 5.4.1 Трибодиагностика эффективности разрушения поверхности металла при воздействии свободных макрорадикалов.…………240 5.4.2 Разработка специального гранулированного абразивного материала………………………………………...…………………..245 5.4.3 Способы изготовления и пути повышения трибологической эффективности специального гранулированного абразивного материала…………………………………………………………….251 Выводы……………………………………...……………………………..……..259 РАЗДЕЛ 6. МЕТОДОЛОГИЯ ИНЖЕНЕРИИ ПОВЕРХНОСТИ ТРИБОСОПРЯЖЕНИЙ ПРИ МНОГОКОМПОНЕНТНОМ НАГРУЖЕНИИ…………………..……………………………..…262 6.1 Рекомендации по условиям эксплуатации узлов трения, работающих при многокомпонентном нагружении и различных температурах окружающей среды………………………………………….262 6.2 Способы определения износостойкости трибосопряжений при многокомпонентном динамическом нагружении…………..……………..268 6.2.1 Основы оценки инженерии поверхности трибосопряжений трибоспектральным методом………………………….……………...269 6.2.2 Основы оценки инженерии поверхности трибосопряжений по изменению величины работы выхода электрона по поверхности деталей…………………………………………………..……..…..…..270 6.3 Предложения по ускоренной оценке износостойкости поступательных плоскостных пар IV класса с периодическим ударным разрывом контакта (типа «направляющая-цепь»)………………………………………………..272 6.3.1 Оценка износостойкости трибосопряжения типа «направляющая-цепь» по натурным испытаниям …………………………………….273 6.3.2 Ускоренные испытания режущих звеньев пильной цепи на износостойкость……………………………………………………….277 6.4 Рекомендации по повышению износостойкости металлорежущего инструмента………………………………………………………………...283 6.4.1 Особенности многокомпонентного динамического нагружения трибосопряжения «деталь-режущий инструмент»…………………..283 6.4.2 Устройство для уменьшения вибраций режущего инструмента……………………………………………..…………….285 6.4.3 Оптимизация условий нагружения в контакте методом вибродемпфирования…………………………………..……………..287 6.5 Применение методов инженерии поверхности повышенной износостойкости для трибосопряжений многокомпонентного контактного нагружения………………………………….………….……291 6.5.1 Использование свободных макрорадикалов в трибосопряжениях....291 6.5.1.1 Метод финишной обработки с применением гранулированного абразивного материала…..…………….…291 6.5.1.2 Управление трибологическими свойствами зоны контакта сопряжений воздействием свободных макрорадикалов .……294 6.5.2 Методологические принципы инженерии поверхности деталей сложного динамического контактного нагружения………….……..303 Выводы………………………………………………………………………..….316 Общие выводы…………………………………………………….…………….320 Перечень ссылок………………………………………………………….……..324 Приложение А. Распределение работы выхода электрона вдоль образца сплава ХТН-61 после износа при двухкомпонентном и трехкомпонентном нагружении............................................................................................................347 Приложение Б. Топография поверхности образцов различных материалов после износа при двухкомпонентном и трехкомпонентном нагружении…...352 Приложение В. Результаты статистической обработки силы трения индентора при сканировании поверхностного слоя……….………………….368 Приложение Г. Акты внедрения результатов работы……………………...... 398
URI: http://er.nau.edu.ua:8080/handle/NAU/25899
Appears in Collections:Дисертації кафедри конструкцій літальних апаратів

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Автореферат Цыганов.pdfАвтореферат1.53 MBAdobe PDFView/Open
Диссертация Цыганов.pdfДиссертация9.97 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.