Совершенствование финишной обработки шеек коленчатого вала путём применения модифицирующих материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.03, кандидат технических наук Кораблёв, Андрей Валерьевич

• Кораблёв, Андрей Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кораблёв, Андрей Валерьевич

ВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Особенности подшипников коленчатых валов ДВС.

1.1.1. Актуальность повышения надежности подшипников коленчатых валов ДВС.

1.1.2.Конструкция подшипников коленчатого вала.

1.1.3. Вкладыши подшипников коленчатого вала.

1.2. Режимы работы подшипников коленчатого вала.

1.2.1. Работа при граничном трении.

1.2.2. Работа при жидкостном трении.

1.2.3. Работа при полужидкостном трении.

1.3. Контактирование поверхностей при трении.

1.4. Повреждение поверхностей.

1.4.1. Изнашивание при истирании поверхностей.

1.4.2. Изнашивание при схватывании поверхностей.

1.5. Технологические методы повышения износо- и задиростойкости поверхностей трения.

1.6. Финишная антифрикционная обработка.

1.6.1.Общие сведения.

1.6.2. Разновидности процессов финишной обработки.

1.6.3.Финишная обработка модифицирующими материалами.

1.7. Выводы и задачи исследования.

2. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ.

2.1 Предпосылки расчёта.

2.2. Определение оптимальной шероховатости.

2.3. Исследование влияния финишной обработки вала на работу подшипников.

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Общая методика проведения исследований.

3.2. Методика проведения финишной антифрикционной обработки модифицирующими материалами.

3.2.1 Анализ выбранных модифицирующих материалов.

3.2.3. Проведение финишной антифрикционной обработки по схеме многофакторного эксперимента.

3.2.4. Выявление шероховатости обработанной поверхности.

3.3. Методика проведения испытаний на износо- и задиростойкость с использованием машины трения.

3.3.1. Факторы оказывающие влияние на сопряжение.

3.3.2. Определение параметров оптимизации при проведении испытаний на машине трения.

3.3.3. Общая схема моделирования процесса.

3.3.4. Методика испытаний противозадирных свойств поверхности после финишной антифрикционной обработки модифицирующими материалами.

3.3.5. Методика испытаний противоизносных свойств поверхности после финишной антифрикционной обработки модифицирующими материалами.

3.4. Методика обработки экспериментальных данных.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЛИЯНИЯ ФИНИШНОЙ АНТИФРИКЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ШЕЙКИ ВАЛА НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СОПРЯЖЕНИЯ ВАЛ-ВКЛАДЫШ.

4.1. Результаты экспериментальных исследований процесса финишной антифрикционной обработки шейки коленчатого вала.

4.2. Результаты исследования работоспособности сопряжения вал -вкладыш.

4.2.1. Результаты испытаний противозадирных свойств поверхности после финишной антифрикционной обработки модифицирующими материалами.

4.2.2. Результаты испытаний противоизносных свойств поверхности после финишной антифрикционной обработки модифицирующими материалами.

4.2.3. Выводы по лабораторным исследованиям.

5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ШЕЕК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ПУТЁМ ПРИМЕНЕНИЯ МОДИФИЦИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ.

5.1. Подготовка деталей к финишной обработке.

5.2. Финишная обработка шеек коленчатого вала модифицирующими материалами.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование финишной обработки шеек коленчатого вала путём применения модифицирующих материалов»

В связи с изложенным потребовалась совершенствование процессаокончательной обработки шеек коленчатого вала.

Заключение диссертации по теме «Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве», Кораблёв, Андрей Валерьевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана модель триботехннческого процесса финишной обработки шеек коленчатого вала, отличающаяся учетом влияния модифицирующих материалов.

2. Расчётно-теоретическим анализом установлена эффективность применения финишной обработки шеек коленчатого вала модифицирующими материалами. В процессе расчётно-теоретического анализа определено:

- что основные расчетные параметры финишной обработки составили: нагрузка механоактивации 3,5-4,5 МПа, время обработки 25 - 30 минут, концентрация модификатора ТСК -1,5-2%;

- что применение финишной обработки модифицирующими материалами для обработки шейки вала, позволяет снизить интенсивность изнашивания вкладыша на 56%.

3. В ходе разработки и реализации технологии финишной антифрикционной обработки шеек коленчатого вала модифицирующими материалами, установлены технологические параметры обработки, позволяющие достигнуть оптимальных свойств и качества поверхности с шероховатостью 11а=1,5-2мкм, они составили: нагрузка механоактивации 3,5 МПа, время обработки 30 минут, концентрация модификатора Сурм 7% ТСК -1,6%;

4. Применение финишной обработки модифицирующими материалами увеличило нагрузку схватывания в сопряжении «шейка коленчатого вала -вкладыш подшипника» на 25-30%.

5. Интенсивность изнашивания вкладыша уменьшилась на 25-40%о, а износ вала сократился в 1,6-2раза в сопряжении «шейка коленчатого вала - вкладыш подшипника» при применении финишной обработки вала модифицирующими материалами.

6. Коэффициент трения в сопряжении «шейка коленчатого вала - вкладыш подшипника» при применении финишной обработки вала модифицирующими материалами снизился на 15-20%.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кораблёв, Андрей Валерьевич, 2006 год

1. Автомобильный справочник. Перевод с англ. Первое русское издание. М.: ЗАО КЖИ «За рулем», 2003. - 896 с.

2. Авдеев М.А., Воловик Е.Л., Ульман И.Е. Технология ремонта машин и оборудования. -М.: Агропромиздат, 1986. 186 с.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. М: Машиностроение 1980. Т. 2. - 560 с.

4. Ахматов A.C. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физматгиз, 1963. 472 с.

5. Бабаев С.Г., Садыгов П.Г. Притирка и доводка поверхностей деталей машин. -М.: Машиностроение, 1976. 161с.

6. Баженов С.П., Казьмин Б.Н., Носов C.B. Основы эксплуатации и ремонта автомобилей и тракторов. -М.: Асадема, 2003. 340 с.

7. Боуден Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел. М.: Машиностроение, 1988. -487с.

8. Буше H.A., Копытько В.В. Совместимость трущихся поверхностей. М.: Наука, 1981.-128С.

9. Венцель C.B. Смазка и долговечность двигателей внутреннего сгорания. Киев: Техника, 1977. 208 с.

10. Воскресенский В.А., Дьяков В.Н. Расчет и проектирование опор скольжения. М.: Машиностроение, 1980. 224 с.

11. Гаркунов Д.Н. Трибо-техника. М.: Машиностроение, 1989. -328 с,

12. Гаркунов Д.Н., Бурмкулов Ф.Х. Финишная антифрикционная безабразивная обработка // Металловедение и термическая обработка металлов. 1982. - №3. - С. 57-59.

13. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора. Л., Машиностроение, 1984, с. 122-131.

14. Голего Н.Л. Схватывание в машинах и методы его устранения. Киев: Техника, 1966. 231с.

15. ГОСТ 2309-73 Обозначение шероховатости поверхностей.

16. ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхностей. Параметры и характеристики.

17. Григорьев М.А., Пономарев H.H., Износ и долговечность автомобильных двигателей. М.: Машиностроение, 1976. 248 с.

18. Григорьев М.А., Долецкий В.А., Обеспечение надежности двигателей. М.: Издательство стандартов, 1978. 303 с.

19. Гузенков П.Г. Детали машин. М.: Высшая школа, 1982. - 342 с.

20. Гуркевич И.Б., Сыркин П.Э., Чумак В.И. Эксплуатационная надёжность автомобильных двигателей. -М.: Транспорт, 1994. 367с.

21. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М.: Наука, 1970. -228с.

22. Демкин Н. Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. -М.: Машиностроение, 1981. -244 с.

23. Дерягин Б.В. Что такое трение. М.: Изд-во АН СССР, 1963,- 232 с.

24. Дроздов Ю.Н. и др. Трение и износ в экстремальных условиях: Справочник / Ю.Н. Дроздов, В.Г. Павлов, В.Н. Пучков,- М.: Машиностроение, 1986. 224 с.

25. Дунин-Барковский И.В., Карташова А.Н. Измерения и анализ шероховатости, волнистости и некруглости поверхности. М.: Машиностроение, 1978, - 256с.

26. Евдокимов Ю.А., Колесников В.И., Тетерин А.И. Планирование и анализ экспериментов при решении задач трения и износа. -М.: Наука. 1980. -227с.

27. Заславский Ю.С. Трибология смазочных материалов. М.: Химия, 1991. -345с.

28. Избирательный перенос в тяжелонагруженных узлах трения/Под общ. ред. Д.Н. Гаркунова. М.: Машиностроение, 1982. - 207 с.

29. Казаков Н.Ф., Осокин A.M., Шишкова А.П. Технология металлов и других конструктивных материалов. М.: Металлургия, 1973. - 512с.

30. Карасик И.И. Прирабатываемость материалов для подшипников скольжения. М.: Наука, 1978. 185с.

31. Кащеев В. Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. -М.: Машиностроение, 1988. 211с.

32. Комбалов B.C. Влияние шероховатости твёрдых тел на трение и износ. -М.: Наука, 1974. -112 с.

33. Конструирование и расчёт двигателей внутреннего сгорания: Учебник для вузов / Н.Х. Дьяченко, Б.А. Харитонов. Л.: Машиностроение, 1979. -392с.

34. Коновалов Е. Г., Сидоренко В.А. Чистовая и упрочняющая обработка поверхностей. Минск.: Высшая школа, 1968. - 364 с.

35. Коровчинский М. В. Теоретические основы работы подшипников скольжения. -М.: Машиностроение, 1979. 403 с.

36. Космачев И.Г., Дугин В.Н., Немцев Б.А. Отделочные операции в машиностроении. -JI.: Лениздат, 1985. 310 с.

37. Костецкий Б.И. Колениченко Н.В. Качество поверхности и трение в машинах. Киев: Техника, 1969. 215 с.

38. Крагельский И.В., Михин Н.В. Узлы трения машин. -М.: Машиностроение, 1984. 295 с.

39. Крагельский И.В., Добычин М.И. Расчётные зависимости и методы экспериментального определения износа и трения. М.: Машиностроение 1968. -215 с.

40. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. - 287с.

41. Кугель P.B. Испытания на надежность машин и их элементов. М.: Машиностроение, 1982. - 120с.

42. Левина З.М., Решетов Д.Н. Контактная жесткость машин. М.: Машиностроение, 1981. -264 с.

43. Луканин В.Н., Алексеев И.В., Шатров М.Г.и др. Двигатели внутреннего сгорания. Динамика и конструирование. М.: Высшая школа, 2000. - 267 с.

44. Маликов И.И. Применение твёрдых смазок при эксплуатации и ремонте лесозаготовительной техники. -М.: Лесная промышленность, 1979. -98 с.

45. Маталин A.A. Технологические методы повышения долговечности деталей машин. Киев: техника, 1981. 144 с.

46. Мельников C.B., Алешкин В.Р., Рощин П.М. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов -Л.: Колос. 1980. 139 с.

47. Методика расчётной оценки износостойкости поверхностей трения деталей машин. М.: Издательство стандартов, 1979. - 100с.

48. Методы повышения долговечности деталей машин/ В.Н. Ткачев, М.Б. Фиштейн, В.Д. Власенко. М.: Машиностроение, 1981.-271 с.

49. Минаков А.П., Ящерицын П.И. Упрочняющая обработка деталей в машиностроении. Минск: Наука и техника, 1986. 215с.

50. Митрофанов Б.П. Влияние формы и размеров соприкасающихся тел на величину сближения и площадь фактического контакта. В кн.: Теория трения и износа. М.: Наука. 1975. с. 112-115

51. Михин Н.М. Внешнее трение твёрдых тел. М.: Наука. 1977. - 222с.

52. Михин Н.М. Трение в условиях пластического контакта. М.: Наука, 1978. -104с.

53. Мишин И.А. Долговечность двигателей. М.: Машиностроение, 1976. -305 с.

54. Надёжность и ремонт машин/ В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов. М.: Колос, 2000. -776 с.

55. Налимов В.В., Чернова Н.А Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1979, -340 с.

56. Орлин A.C., Вырубов Д.Н., Круглов М.Г. Конструкция и расчёт поршневых и комбинированных двигателей. М.: Машиностроение, 1972. -464с.

57. Повышение износостойкости на основе избирательного переноса / Под ред. Д.Н.Гаркунова. М.: Машиностроение, 1977. - 215с.

58. Погодаев Л.И. Кузьмин В.Н., Дудко П.П. Повышение надежности трибосопряжений. СПб.: Академия транспорта РФ, 2001. 304 с.

59. Прочность и износостойкость деталей машин. В.П. Когаев, Ю.Н. Дроздов. М.: Высшая школа, 1991. - 256 с.

60. Ребиндер П.А. Влияние активных смазочных сред на деформирование сопряжённых поверхностей трения. В кн.: О природе трения твёрдых тел. Минск: Наука и техника, 1974, с 8 - 16.

61. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика новая область науки. -М.: Знание, 1975. -64 с.

62. Ремонт машин / Под ред. Н.Ф. Тельнова. М.: Агропромиздат, 1992. -213 с.

63. Решетов Д.Н., Иванов A.C., Фадеев В.З. Надежность машин. М.: Высшая школа, 1988. - 420 с.

64. Рудзит Я. А. Микрогеометрия и контактное взаимодействие поверхностей.- Рига: Зинатне, 1978. -210с

65. Рыжов Э.В., Суслов А.Г., Федоров В.П. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. М.: Машиностроение, 1985. -266 с.

66. Рыжов Э.В. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин. Киев. Наукова думка. 1984. 211 с.

67. Сковородин В.Я., Тишкин JI.B. Справочная книга по надежности сельскохозяйственной техники. JL: Лениздат, 1986.

68. Соколов С.П., Кремень З.И. Обработка деталей абразивными брусками. -Л.: Машиностроение, 1977. 128 с.

69. Спицин Н.А, Машнев М.М. Опоры осей и валов приборов. Л.: Машиностроение, 1980. - 532с.

70. Справочник по триботехнике: В 3 т. Т.2: Смазочные материалы, техника смазка, опоры скольжения и качения/Под общ. ред. М. Хебды, A.B. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 1990. 416 с.

71. Суранов Г. И. Уменьшение износа авторемонтных двигателей при пуске. -М.: Колос, 1982. 143с.

72. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение контактной жесткости соединений. -М.: Наука, 1977. 101с.

73. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. -М: Легкая индустрия, 1979. -264 с.

74. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х кн./Под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина. М.: Машиностроение, - Кн. 1. 1978.- 400 с.

75. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х кн./Под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина. М.: Машиностроение, - Кн.2. 1979. -358 с.

76. Триботехника: Учебное пособие/ Кутьков A.A., Бородай A.B., Шульга Г.И. и др./ Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе. Новочеркасск, 1983. -154 с.

77. Фрагин И.Е. Новое в хонинговании. -М.: Машиностроение, 1980. -156 с.

78. Фролов К.В. Износостойкость и ресурс машин // Долговечность трущихся деталей машин: Сб. статей/ Под общ. ред. Д.Н.Гаркунова.- М.: Машиностроение, 1986 Вып. 1.-е. 5-8.

79. Шимовский В.Н., Питухин A.B. Надежность машин и оборудования. Петрозаводск, 2002.- 269с.

80. Шульц В.В. Форма естественного износа деталей машин и инструмента. Л.: Машиностроение, 1990. 208 с.

81. Ящерицын П.И., Зайцев А.Г., Барботько А.И. Тонкие доводочные процессы обработки деталей машин и приборов, Киев: Наукова думка, 1981. -257 с.