Совершенствование технологических процессов обработки ходовых резьб для повышения ресурса работы крупногабаритных винтовых механизмов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Мартынов Евгений Михайлович

• Мартынов Евгений Михайлович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Мартынов Евгений Михайлович

Введение

1 Анализ конструкций крупногабаритных винтовых механизмов технологических машин, агрегатов и способов увеличения периода стойкости пар трения

1.1 Конструктивные особенности винтовых механизмов технологических машин и агрегатов

1.2 Способы повышения периода стойкости, надежности и ресурса работы пар трения винтовых механизмов

1.3 Цель и задачи исследований

2 Исследование процесса упрочнения рабочих поверхностей трапецеидальной резьбы импульсной обкаткой роликом

2.1 Методика исследований. Экспериментальная установка

2.2 Поиск рациональных схем и режимов процесса упрочнения трапецеидальных резьб импульсной обкаткой роликом на основе конечно -элементного моделирования

2.3 Экспериментальные исследования процесса импульсной обкатки роликом

2.4 Совершенствование комбинированного способа упрочнения внутренних рабочих поверхностей трапецеидальной резьбы импульсной обкаткой роликом

2.5 Выводы

3 Исследование процесса выглаживания поверхности с применением безабразивной ультразвуковой финишной обработки для увеличения периода стойкости пар трения упорной резьбы

3.1 Технологический процесс и оборудование для выглаживания с наложением ультразвуковых колебаний

3.2 Экспериментальные исследования процесса выглаживания с наложением ультразвуковых колебаний наружной упорной резьбы

3.3 Экспериментальные исследования процесса выглаживания с наложением ультразвуковых колебаний внутренней упорной резьбы

3.4 Выводы

4 Разработка методики расчета ресурса работы гайки винтового

механизма

4.1 Определение контактных давлений винтового механизма нажимного устройства прокатной клети

4.2 Определение износостойкости пар трения

4.3 Определение энергетического показателя интенсивности изнашивания

4.4 Расчет ресурса работы гайки нажимного устройства прокатной клети

4.5 Оценка работоспособности изношенной гайки с использованием условия прочности и критерия разрушения

4.6 Выводы

Заключение. Общие выводы

Список литературы

Приложение А1. Акт о результатах исследований диссертационной

работы АО «ОЭМК им. А.А. Угарова»

Приложение А2. Акт о проведённых теоретических и экспериментальных

исследованиях АО «Стойленский ГОК»

Приложение А3. Акт о внедрении в образовательный процесс результатов кандидатской диссертационной работы Мартынова Евгения Михайловича СТИ НИТУ «МИСИС»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологических процессов обработки ходовых резьб для повышения ресурса работы крупногабаритных винтовых механизмов»

Введение

Актуальность исследования. Эффективность горно-металлургической отрасли, которая является одной из важнейших в экономике Российской Федерации, существенно зависит от ресурса работы применяемых машин и оборудования. Многие детали (винт-гайка) технологического оборудования имеют крупногабаритные тяжелонагруженные резьбы. К таким узлам, в частности, относят резьбовые детали нажимных механизмов клетей прокатных станов, гайки и винты натяжных устройств конвейеров обжиговых машин, винтовые элементы механических прессов и др.

Винтовые механизмы в технологических машинах и агрегатах работают при высоких силовых нагрузках в условиях интенсивного абразивного износа и истирания контактных поверхностей. Период стойкости гайки и винта зависит от следующих параметров: профиля резьбы; скорости навинчивания; сил, действующих на контактных поверхностях; рабочей температуры; смазочного материала и способа его подачи в зону трения и других факторов. Износ и разрушение резьб вызывают потери рабочего времени на ремонт и замену деталей винтового механизма, что сказывается на экономических показателях горнометаллургического производства.

Изложенное доказывает, что данные исследования, направленные на повышение износостойкости крупногабаритных тяжелонагруженных деталей винтовых механизмов технологических машин, являются актуальными.

Также следует отметить, что настоящие исследования выполняются в рамках соглашений компании «Металлоинвест» и правительства Белгородской области на реализацию нескольких инвестиционных проектов (с 2021 по 2026 гг. на сумму более 160 миллиардов рублей), направленных на строительство новых цехов и модернизацию оборудования предприятий АО «Лебединский ГОК» и АО «Оскольский электрометаллургический комбинат им. А.А. Угарова», что позволит снизить себестоимость производства, уменьшить нагрузку

на окружающую среду и повысить количество производства высококачественного железорудного концентрата и полуфабрикатов из стали.

Степень разработанности темы. Потеря работоспособности резьбы обычно связана с износом и разрушением поверхностных слоев. Исследованиями В.Г. Артюха, М.А Балтера, Н.Б. Демина, И.В. Крагельского, И.В. Кудрявцева, Э.В. Рыжова, А.Г. Суслова, проведенными в этой области установлена взаимосвязь качества поверхностных слоев с работоспособностью деталей и узлов машин. Требования к рабочим поверхностям пар трения, обеспечивающих повышение износостойкости и усталостной прочности, разработаны В.Ф. Безъязычным, Г.П. Ивановым, А.В. Киричеком, В.И. Куманиным, В.М. Смеляковым, И.Е. Тескером, и др.

В работах А.В. Киричека, Д.Л. Соловьева, Ю.С. Степанова и др. отмечено, что импульсная обкатка роликом (ИОР) повышает статическую и усталостную прочность резьбы. Однако, данная технология не нашла широкого применения из-за недостаточного изучения рациональных режимов обработки.

Применение ультразвуковых колебаний при выглаживании поверхностей металлов отражены в работах Ж.Г. Ковалевской, А.И. Маркова, И.И. Муханова, В.А. Никитенко, В.А. Титова, Ю.В. Холопова, и др. Однако ими не исследовались проблемы обработки крупногабаритных деталей винтовых механизмов. В связи с изложенным необходимо расширить исследования в области упрочняющих технологий крупногабаритных резьбовых деталей.

Объектом исследований являются упрочняющие технологии обработки крупногабаритных тяжелонагруженных резьб.

Предметом исследований является совершенствование технологических процессов обработки винтовых поверхностей крупногабаритных резьб, обеспечивающих износостойкость исполнительных механизмов машин.

Цель работы - повышение ресурса исполнительных механизмов машин на основе установления рациональной упрочняющей технологической обработки резьбовых поверхностей крупногабаритных передач «винт-гайка».

Задачи исследования:

1. Провести анализ методов повышения ресурса работы передач «винт-гайка» и обосновать выбор технологических процессов упрочнения и повышения качества рабочих поверхностей пар трения крупногабаритных винтовых механизмов технологических машин.

2. Установить рациональные технологические параметры упрочнения поверхностей трапецеидальной резьбы винтовых механизмов методом ИОР, применив метод конечно-элементного моделирования.

3. Определить рациональные технологические режимы процесса безабразивной ультразвуковой финишной обработки (БУФО) рабочих поверхностей упорной резьбы винтовых механизмов на основе проведенных экспериментальных исследований.

4. Разработать методику расчета ресурса работы передачи «винт-гайка» на основе энергетической теории изнашивания и периода стойкости гайки в силовой паре нажимного механизма клети прокатного стана.

5. Провести экспериментальную верификацию результатов теоретических исследований и промышленные испытания разработанной технологии.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Установлены основные закономерности влияния технологических режимов ИОР и БУФО на качество рабочих поверхностей пар трения «винт-гайка» крупногабаритных исполнительных механизмов машин.

2. Результаты проведенного конечно-элементного моделирования профилей резьб винтовой передачи позволили установить зависимость нормальных давлений на поверхности контакта гайки с винтом.

3. Разработанная методика расчета ресурса работы передачи «винт-гайка» на основе теоретических и экспериментальных исследований износостойкости позволила определять оценку работоспособности и необходимости своевременного ремонта или замены гайки в силовой паре нажимного механизма клети прокатного стана.

4. Введен параметр относительной высоты изношенного слоя Ииз/И, характеризующий влияние остаточной высоты профиля резьбы на прочностные характеристики винтового механизма и позволяющий определять поля интенсивности напряжений аг- в нагруженной резьбе.

Теоретическая значимость работы заключается в обосновании совершенствования технологических процессов повышения прочности и износостойкости деталей винтовых механизмов технологических машин за счет использования ИОР трапецеидальной резьбы, БУФО упорной резьбы и применения положений энергетической теории изнашивания твердых тел к процессу прогнозирования износостойкости и ресурса работы крупногабаритного винтового механизма.

Практическая значимость работы заключается в разработке методик инженерных расчетов технологий поверхностной пластической деформации (ППД) и рекомендаций по ее практическому применению для обработки резьб передач «винт-гайка» крупногабаритных исполнительных механизмов машин; практической реализации результатов исследований на предприятиях АО «Оскольский электрометаллургический комбинат им. А.А. Угарова» (Приложение А1) и АО «Стойленский горно-обогатительный комбинат» (Приложение А2).

Применение рекомендованных технологий обработки обеспечивает повышение прочности и износостойкости рабочих поверхностей передач «винт-гайка», снижает вероятность разрушения резьб и повышает ресурс работы технологических машин не менее чем в 1,2 раза (Приложение А1).

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты моделирования процессов упрочнения и повышения качества поверхностного слоя резьб технологических машин путем использования ИОР и БУФО.

2. Методика прогнозирования износостойкости крупногабаритных деталей винтовых механизмов технологических машин с упорной резьбой базируется на положениях энергетической теории изнашивания твердых тел и позволяет

с высокой точностью определять ресурс работы бронзовой гайки и срок своевременной ее замены.

3. Закономерности распределения контактных давлений на рабочей поверхности гайки с винтом. Методики определения коэффициента запаса прочности и критерия Кокрофта-Лэтэма в зонах возможного разрушения.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются применением современных методов теории пластичности, механики сплошной среды, прочности, ресурса работы, износа, износостойкости и конечно-элементного моделирования. Также количественным согласованием результатов математического моделирования

с экспериментальными данными при корректной постановке задачи. Все экспериментальные исследования выполнялись только с использованием аттестованного и поверенного испытательного оборудования.

Личный вклад автора состоит в обосновании актуальности темы, постановке цели и задач исследований, разработке методики и осуществлении экспериментов, анализе результатов, на основе которого произведены обоснованные выводы, корректные публикации результатов.

Апробация результатов.

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 13 международных научно-практических конференциях в городах Старый Оскол, Магнитогорск, Москва, Севастополь, Новосибирск.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы 29 работ, из которых 7 в изданиях, рекомендованных ВАК, 6 Scopus и создано 2 результата интеллектуальной деятельности.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы (130 наименований) и приложения. Текст диссертации изложен на 144 страницах машинописного текста, содержит 75 рисунков, 19 таблиц.

1 Анализ конструкций крупногабаритных винтовых механизмов технологических машин, агрегатов и способов увеличения периода

стойкости пар трения

1.1 Конструктивные особенности винтовых механизмов технологических

машин и агрегатов

В горно-металлургическом и машиностроительном оборудовании широко используются винтовые механизмы, которые испытывают существенные статические и динамические нагрузки, а также абразивной износ. В следствии чего происходят усталостные разрушения и поломки элементов винтовых механизмов. Примером данного оборудования служат обжиговые машины фабрики окомкования концентрата, прокатные станы и другие агрегаты горнометаллургических предприятий [1-5].

На АО «Оскольский электрометаллургический комбинат им. А.А. Угарова» (АО «ОЭМК им. А.А. Угарова»), который входит в группу компаний ООО УК «Металлоинвест», используется современная технология производства стали -прямое восстановление. В технологической цепочке (добыча, дробление, обогащение, подготовка сырья, окомкование) в условиях АО «Стойленский горнообогатительный комбинат» (АО «Стойленский ГОК»), который входит в группу компаний ПАО «НЛМК», для получения окатышей используется обжиговая машина, которая представлена на рисунке 1.1.

Обжиговая машина представляют собой крупный агрегат, имеющий тележечный конвейер, на который загружается слой обрабатываемого материала. При непрерывном движении ленты конвейера материал проходит через нагревательный агрегат, в котором происходит его термическая обработка.

Рисунок 1.1 - Общий вид обжиговой машины

В натяжном устройстве тележечного конвейера обжиговой машины, представленного на рисунке 1.2а, используется винтовой механизм.

В конструкции винтового механизма натяжного устройства конвейера обжиговой машины используется трапецеидальная резьба с диаметром винта 600 мм и шагом 24 мм по ГОСТ 24737 (Рисунок 1.2б).

Натяжное устройство приводится в движение от двух мотор-редукторов 1. Выходные валы мотор-редукторов 1 через муфты 2 соединены с натяжными винтами 5, которые при включении мотор-редукторов 1 ввинчиваются в гайки 6. При этом перемещается подвижная рама 4 с ползунами 7 и происходит натяжение или ослабление тележечной цепи.

б)

а - конструкция натяжного устройства: 1 - мотор-редуктор; 2 - соединительная муфта; 3 - подшипник; 4 - подвижная рама; 5 - натяжной винт; 6 - гайка; 7 - ползун; б - трапецеидальная резьба винтового механизма

натяжного устройства (ГОСТ 24737) Рисунок 1.2 - Натяжное устройство тележечного конвейера обжиговой машины:

Сопротивление движению тележечного конвейера складываются из трения качения в ходовых роликах тележек, трения скольжения в нижних продольных, торцевых и бортовых уплотнителях, трения в зацеплениях и трения при загрузке шихты в машину. Таким образом, общая сила сопротивления движению

тележечного конвейера обжиговой машины составляет около 300 кН, что влияет на период стойкости пары трения [6].

Усталостное разрушение трапецеидальных резьб при циклической нагрузке происходит в результате возникновения и развития трещин, которые образуются в зонах, примыкающих к впадинам резьбы. Поэтому для повышения усталостной прочности необходимо упрочнять резьбы винтовых механизмов в зонах примыкания.

От состояния деталей винтовых механизмов натяжного устройства конвейера обжиговой машины зависит ее безотказная и эффективная работа. Поэтому решение проблемы увеличения периода стойкости винтовых механизмов является важной задачей, как с технической, так и с экономической точек зрения.

На стане 700 (Рисунок 1.3) в первом прокатном цехе АО «ОЭМК им. А.А. Угарова» заготовки с размерами 300*360 мм подвергаются горячей пластической деформации. Предварительно заготовки поступают со склада литой заготовки в печи для нагрева под деформацию.

Для получения прутка диаметром 110...180 мм производится прокатка заготовок до сечения 230*230 мм за 5 проходов. А для получения прутка диаметром 80.100 мм производится прокатка заготовок до сечения 190* 190 мм за 7 проходов. Между проходами заготовка кантуется на 90 градусов. Все операции в дуо-реверсивной клети автоматизированы.

Установка прокатных валков поз. 2 и 7 (Рисунок 1.3) в вертикальной плоскости, регулировка зазора между ними, а также удержание их в заданном положении во время прокатки производится нажимным механизмом дуо-реверсивной клети [7].

Устройство винтового нажимного механизма прокатной клети представлено на рисунке 1.4а. В конструкции нажимного механизма прокатного стана 700 в винтовых механизмах используется упорная односторонняя одноходовая резьба по ГОСТ 10177 с диаметром винта 600 мм и шагом 24 мм (Рисунок 1.4б).

а)

б)

а - общий вид; б - конструкция стана: 1 - станина правая; 2 - валок прокатный нижний; 3 - привод станинного ролика; 4 - привод нажимного устройства; 5 - датчик обжатия; 6 - система смазки; 7 - валок прокатный верхний;

8 - станина левая; 9 - рычаг Рисунок 1.3 - Стан 700 горячей прокатки

а - конструкция нажимного устройства: 1 - электродвигатель; 2 - муфта; 3 - вал червяка; 4 - червячное колесо; 5 - ступица червячного колеса; 6 - гайка; 7 - нажимной винт; 8 - пята; б - резьба упорная по ГОСТ 10177 Рисунок 1.4 - Нажимное устройство прокатной клети

К достоинствам нажимного механизма в виде пары «винт-гайка» можно отнести следующие характеристики: способность медленного перемещения с обеспечением высокой точности; большая несущая способность; простота конструкции и монтажа; плавность и бесшумность работы; самоторможение в передаче. Но из-за больших потерь на трение передача «винт-гайка» обладает таким недостатком, как низкий коэффициент полезного действия.

Процесс монтажа нажимного механизма включает подготовительные операции, операции по монтажу узлов нажимного механизма и процедуру опробирования на холостом ходу.

По завершении монтажных работ нажимного механизма производят контроль уровнем вертикальности нажимного винта. Отклонение от вертикальности не должно превышать 0,1 мм на 1000 мм длины.

Износ нажимной гайки контролируют по маркировке на торце нажимного винта. Основным видом оценки работоспособности передачи «винт-гайка» и пригодности к дальнейшей эксплуатации нажимного механизма является контроль продуктов износа в смазочном материале.

Анализ частиц продуктов износа в смазке показывает характер и интенсивность износа рабочих поверхностей пары трения. Для этого смазка растворяется в бензине и производится фильтрация. По осадку на фильтре производится анализ количества, размера и концентрации отфильтрованных частиц.

Размер частиц от 0,15 до 15 мкм при их толщине от 0,15 до 10 мкм соответствуют нормальному износу нажимного механизма. Увеличение концентрации частиц с размерами до 50 мкм и более свидетельствует о начале интенсивного изнашивания. При дальнейшем износе возникают частицы более 300 мкм, а при выходе из строя (аварии) - более 1000 мкм [8].

При достижении критической величины износа резьбы в нажимной гайке происходит ее выход из строя и, следовательно, аварийная остановка нажимного механизма для капитального ремонта. Своевременные профилактические

мероприятия могут предупредить преждевременный износ передачи «винт-гайка» и обеспечить, тем самым, эффективную и безаварийную работу оборудования [9].

Для обеспечения или восстановления работоспособности нажимного механизма дуо-реверсивной клети, согласно таблице 1.1, производятся текущие (Т1) и капитальный (К) ремонты.

Таблица 1.1 - Годовой график ремонтов нажимного механизма

Квартал I II III IV

Месяц январь февраль март апрель май июнь июль август сентябр октябрь ноябрь декабрь

Первый Т1 Т1 Т1 Т1 Т1 Т1 Т1 Т1 Т1 Т1 Т1 Т1

год

Второй Т1 Т1 Т1 Т1 Т1 Т1 Т1 Т1 Т1 Т1 К Т1

год

Текущий ремонт нажимного устройства проводится каждые 30 дней в течение 24 часов, а капитальный ремонт - один раз в два года, и его продолжительность составляет 84 часа.

Полная разборка нажимного механизма производится во время капитального ремонта с целью устранения неисправностей нажимного механизма и полного или близкого к полному восстановления ресурсов его работы, при этом изношенные узлы подлежат восстановлению или замене [10]. В таблице 1.2 представлен перечень операций, проводимых при капитальном ремонте нажимного механизма.

Превышение предельного износа передачи «винт-гайка» нажимного механизма приводит к вибрации, нагреву, биению, шуму и поломке при эксплуатации, а также к отклонению от допустимых размеров заготовок в процессе горячей пластической деформации.

При эксплуатации машин и механизмов с упорной резьбой происходит интенсивный износ нагружаемых поверхностей выступов резьбы, а затем их разрушение.

Таблица 1.2 - Оперативный график капитального ремонта нажимного механизма

Номер операции

1

2

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

И 15

Содержание операция

Слив смазочного материала

Демонтаж крышки

червячного

редуктора

Демонтаж червячного вала

Демонтаж сильфона

Демонтаж полуколец

Демонтаж шпонки

Демонтаж стакана с винта

Демонтаж месдозы

Демонтаж гайки с винта

Демонтаж подпятника

Очистка деталей от пыли и грязи

Замена нажимной гайки

Замена стакана Замена подпятника Замена полуколец

3

Продолжение таблицы 1.2

Номер операции

16

17

18

19

Содержание операция

Смазка нажимного винта

Сборка в обратной последовательности

Прокрутка нажимного механизма

Пуско-наладочные работы клети

1 сутки

смена

1 2

2 сутки

смена

1 2

3 сутки

смена

2

Для повышения срока службы машин и агрегатов с упорной резьбой необходимо повышать износостойкость нагружаемых сторон выступов за счет упрочнения и снижения шероховатости рабочих поверхностей.

При работе винтовых механизмов в сопряжение подается смазочный материал, который может быть жидким или консистентным, в ином случае нажимные пары работать не смогут - практически мгновенно происходит заедание резьбы и аварийная остановка оборудования.

Даже при использовании высокопрочных и антифрикционных материалов, длительная работа винтовых механизмов технологических машин и агрегатов в условиях высоких силовых нагрузок и интенсивного изнашивания приводит к потере их работоспособности из-за износа или разрушения.

Крупногабаритные винты технологических машин и агрегатов, в основном изготовленные из закаленных сталей, выходят из строя из-за выкрашивания резьбы (Рисунок 1.5).

1

Рисунок 1.5 - Участок винта нажимного устройства стана 700 с разрушенной

резьбой

Разрушение крупногабаритных гаек связано с появлением в зоне контакта рабочих поверхностей твердых частиц металла, что приводит к разрушению резьбы (Рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 - Участок гайки, разрушенной в зоне контакта рабочих поверхностей при попадании в сопряжение твердых металлических фрагментов

Бронзовые гайки в винтовых механизмах технологических машин и агрегатов подлежат замене из-за недопустимости износа. Гайки изнашиваются гораздо быстрее, чем винты, так как твердость резьбовых поверхностей на бронзовых гайках гораздо ниже твердости таких поверхностей на стальных винтах.

Анализ изношенных поверхностей отработанных гаек позволяет сделать вывод, что их износ обусловлен действием абразивных частиц неправильной формы с высокой твердостью. Об этом свидетельствуют многочисленные

царапины (следы абразивных частиц) на поверхностях трения. Абразивные частицы попадают в зону контакта передачи «винт-гайка» из внешней среды из-за недостаточно надежной защиты пары трения. В результате попадания в зону трения абразивные частицы дополнительно измельчаются и из-за низкой твердости бронзы внедряются в рабочую поверхность гайки, что способствует еще большему износу дорогостоящей детали в виде винта. В процессе эксплуатации пар трения наблюдается шлифовально-обдирочная операция рабочих поверхностей винта.

Надо отметить, что винтовые механизмы технологических машин и агрегатов являются весьма ответственными деталями, от состояния которых зависит качество продукции. Известно, что небольшое нарушение геометрии резьбы приводит к отклонению в работе прокатной клети, что снижает точность позиционирования прокатных валков, уменьшает быстродействие устройства, в следствии чего увеличиваются энергозатраты на его работу и возникают другие неблагоприятные явления (люфт в сопряжении, повышенная вибрация и прочее).

Гайки прокатных клетей являются одними из наиболее изнашиваемых деталей технологических машин, требующих частой замены, что оказывает влияние на бесперебойную работу металлургического производства и влечет за собой существенные финансовые издержки.

По данным АО «Стойленский ГОК» от 2022 года при замене гайки с трапецеидальной резьбой обжиговой машины одна минута простоя составила 36 000,00 рублей. Для замены гайки требуется от двух до трех суток, что составляет более 100 000 000,00 рублей. Длительные и частые простои технологического оборудования приводят к удорожанию выпускаемой продукции и нарушению цикла технологии изготовления в условиях непрерывного производства, что приводит к снижению годового объема выпускаемой продукции, финансового результата и конкурентоспособности [11].

Крупногабаритные гайки с трапецеидальной или упорной резьбой изготавливают из весьма дорогого материала бронзы, достаточно сложны в изготовлении, так как требуют высокой точности и тщательной отделки рабочих

поверхностей. Изготовление таких деталей отличается также большой трудоемкостью, поскольку они изготавливаются в индивидуальном порядке.

Таким образом, повышение износостойкости тяжелонагруженных, ответственных и дорогостоящих деталей винтовых механизмов является весьма актуальной и важной задачей для отечественного машиностроения.

1.2 Способы повышения периода стойкости, надежности и ресурса работы

пар трения винтовых механизмов

Проблемы повышения износостойкости можно решить различными методами упрочнения рабочих поверхностей резьб. Поверхностными методами упрочнения являются: ионно-плазменное нанесение износостойких покрытий, дробеструйный наклеп, химико-термическая и лазерная обработка, электроискровое легирование, наплавка и комбинированные способы обработки [12-23].

Дробеструйный наклеп и химико-термическая обработка не нашли широкого применения для упрочнения крупногабаритных деталей в виде винтов с трапецеидальной или упорной резьбой из-за сложности профиля обрабатываемых поверхностей и необходимости использования, шахтных крупногабаритных печей отличающихся высокой энергоемкостью процесса, что приводит к удорожанию выпускаемой продукции.

Для повышения износостойкости рабочих поверхностей деталей в несколько раз часто применяется газофазное и ионноплазменное нанесение износостойких покрытий. Нагрев осуществляется газовым пламенем, либо плазмой сжатой или свободной дуги, либо теплотой взрыва газовой смеси при детонационном напылении [14-16]. Сложность и высокая стоимость технологических процессов и оборудования ограничивает применение этих способов в промышленности [13].

Электроискровой и электроакустический методы упрочнения дают возможность нанесения на обрабатываемую поверхность любых токопроводящих материалов компактным электродом и не токопроводящих порошковых материалов. Комбинирование представленных методов упрочнения с применением высококонцентрированных источников энергии является перспективным направлением [13-15], но область применения этих методов ограничена размерами упрочняемых деталей, что делает их экономически нецелесообразными при упрочнении крупногабаритных винтовых механизмов.

Нанесение слоя материала на поверхность детали наплавкой с грамотно подобранным составом позволяет не только восстанавливать детали, но и получать требуемые эксплуатационные характеристики поверхности за счет добавления в химический состав наносимого материала легирующих элементов. У этого способа упрочнения есть существенный недостаток, заключающийся в образовании зоны термического влияния с пониженными механическими свойствами на границе раздела наплавляемого и основного материалов. Это зачастую приводит к короблению и появлению трещин [13].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мартынов Евгений Михайлович, 2025 год

Список литературы

1. Целиков А.И. Прокатные станы / А.И. Целиков, В.В. Смирнов. - М.: Металлургиздат, 1958. - 432 с.

2. Макагон В.Г. Металлургическое оборудование широкополосных станов горячей прокатки / В.Г. Макагон, Г.Г. Фомин, П.С. Гринчук и др. - М.: Металлургия, 1969. - 240 с.

3. Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов. - М.: Металлургия, 1985. - 376 с.

4. Антипин В.Г. Прокатные станы. Обжимные, заготовительные и сортовые станы 500-950 / В.Г. Антипин, С.В. Тимофеев, Д.К. Нестеров и др. - М.: Металлургия, 1992. - 429 с.

5. Бодров Е.Э. Электромеханические и гидравлические нажимные устройства на непрерывных прокатных станах / Е. Э. Бодров // Электротехнические системы и комплексы. - 2010. - № 18. - С. 241.

6. Гарего Н.Л. Схватывание в машинах и методы его устранения / Н.Л. Гарего. - Киев: Изд-во «Техника», 1965. - 231 с.

7. Королев А.А. Конструкция и расчет машин и механизмов прокатных станов / А.А. Королев. - М.: Металлургия, 2010. - 372 с.

8. Притыкин Д.П. Надежность, ремонт и монтаж металлургического оборудования: Учебник для вузов. - М.: Металлургия, 1985. - 386 с.

9. Жиркин Ю.В. Надежность, эксплуатация и ремонт металлургических машин: учебник. Ч. 2 / Ю.В. Жиркин. - Магнитогорск: МГТУ, 2005 - 330 с.

10. Кружков В.А., Чиченев, Н.А. Ремонт и монтаж металлургического оборудования. - М.: Металлургия, 1985. - 320 с.

11. Мартынов Е.М. Моделирование процесса комбинированной обработки рабочих поверхностей трапецеидальной резьбы гайки натяжного устройства конвейера обжиговой машины / Е.М. Мартынов, Д.Н. Романенко, Р.Р. Дема,

М.В. Харченко // Механическое оборудование металлургических заводов. - 2024. -№ 1(22). - С. 42-47.

12. Лошак М.Г. Упрочнение твердых сплавов / М.Г. Лошак, Л.И. Александрова. - Киев: Наука думка, 1977. - 149 с.

13. Романенко Е.Ф. Анализ способов упрочнения и восстановления штампового инструмента / Е.Ф. Романенко, Ю.А. Артеменко, И.А. Барабонова // Юность и Знания - Гарантия Успеха - 2016: Сборник научных трудов 3-й Международной молодежной научной конференции. - Курск: Издательство: Закрытое акционерное общество «Университетская книга», 2016. - С. 428-432.

14. Кудинов В.В. Проблемы и перспективы развития плазменного нанесения покрытий / В.В. Кудинов // Изв. вузов. Сер. техн. наук. - 1980. - № 8. - С. 14-21.

15. Харламов Ю.А. Состояние и современные тенденции развития детонационно газового метода нанесения покрытий / Ю.А. Харламов // Порошковая металлургия. - 1986. - № 5. - С. 17-20.

16. Лазаренко Н.И. Электроискровое легирование металлических поверхностей / Н.И. Лазаренко. - М.: Машиностроение, 1976. - 46 с.

17. Песин М.В. Инновационное решение в технологии упрочнения высоконагруженных резьб / М.В. Песин // Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации. - 2016. - Т. 1. - С. 323-326.

18. Артюх В.Г. Увеличение ресурса гайки нажимного механизма клети прокатного стана / В.Г. Артюх, Н.В. Чернышева, И.Н. Чигарева и др. // Теория механизмов и машин. - 2020. - Т. 18. - № 1 (45). - С. 34-46.

19. Артюх В.Г. Основы защиты металлургических машин от поломок: монография / В.Г. Артюх. Мариуполь: Издательская группа «Университет», 2015. -288 с.

20. Барчуков Д.А. Повышение работоспособности быстрорежущих сталей термомеханическими воздействиями: монография / Д.А. Барчуков, А.Ю. Лаврентьев. Тверь: Тверской государственный технический университет, 2014. - 100 с.

21. Патент № 2581955 C1 Российская Федерация, МПК B24B 39/00. Способ комбинированного упрочнения поверхности деталей: № 2014147202/02: заявл. 24.11.2014: опубл. 20.04.2016 / В.П. Багмутов, И.Н. Захаров, С.Н. Паршев; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный технический университет» (ВолгГТУ). - 9 с.

22. Лаврентьев А.Ю. Применение поверхностного пластического деформирования в технологиях изготовления инструмента с применением наплавки быстрорежущих сталей / А.Ю. Лаврентьев, Д.А. Барчуков // Новые материалы и технологии в машиностроении. - 2013. - № 17. - С. 59-63.

23. Лаврентьев А.Ю. Упрочнение наплавленной быстрорежущей стали пластическим деформированием и термической обработкой / А.Ю. Лаврентьев, Д.А. Барчуков, Д.Н. Романенко // Известия Юго-Западного государственного университета. - 2013. - № 1 (46). - С. 094-100.

24. Лазуткин А.Г. Влияние формы инструмента на энергетические характеристики ударного импульса при статико-импульсной обработке / А.Г. Лазуткин, А.В. Киричек, Д.Л. Соловьев и др. // Проектирование технологических машин: Сб. научн. трудов. Вып. 9. - М.: МГТУ «СТАНКИН», 1998. - С. 64-71.

25. Киричек А.В. Информационно-аналитическое обеспечение упрочнения статико-импульсной обработкой / А.В. Киричек, Д.Л. Соловьев, А.Н. Афонин и др. - М.: Машиностроение, 2009. - 170 с.

26. Киричек А.В. Энергетические характеристики процесса статико-импульсной обработки / А.В. Киричек, А.Н. Афонин, Д.Л. Соловьев // СТИН. -2003. - № 8. - С. 31-35.

27. Kirichek A.V., Afonin A.N. Engineering of thread rolling dies of high wear resistance // Proceedings 2010 Joint China-Russia Symposium on Advanced Materials and Processing Technologies, Harbin: Harbin Institute of Technology, 2010. - P. 137143.

28. Афонин А.Н. Напряженно-деформированное состояние инструмента и заготовки при накатывании круглых резьб // Известия ОрелГТУ. Машиностроение. Приборостроение. - 2007. - № 1/265 (531). - С. 20-23.

29. Патент № 2320471 C1 Российская Федерация, МПК B24B 39/04. Способ статико-импульсной обработки винтов: №2 2006119261/02: заявл. 01.06.2006: опубл. 27.03.2008 / Ю.С. Степанов, А.В. Киричек, Д.Л. Соловьев [и др.]; заявитель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный технический университет» (ОрелГТУ). - 7 с.

30. Киричек А.В. Комбинированное упрочнение тяжело нагруженных резьбовых соединений / А.В. Киричек, А.Н. Афонин // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2005. - № 6. - С. 31-35.

31. Киричек А.В. Технология и инструмент для формообразования и упрочнения внутренних резьб статико-импульсной обработкой / А.В. Киричек, А.Н. Афонин // Ресурсосбережение - XXI век: Сб. материалов Междунар. Научно-практ. Конф. - Орел: Изд-во ОрелГАУ, 2005. - С. 56-61.

32. Киричек А.В. Статико-импульсная обработка резьб и профилей / А.В. Киричек, А.Н. Афонин, А.Н. Зайцев // Известия ТулГУ Серия Машиностроение. Вып. 6. - 2000. - С. 89-96.

33. Turner L.J. Stiffness and deflection analysis of complex structures / L.J. Turner, R.W. Clough, H.C. Martin, L.J. Topp // J. Aeronaut Sci. - 1956. - V. 23. - № 9. - Р. 805824.

34. Norrie D.H. The Finite Element Method: Fundamentals and Applications / D.H. Norrie, G. de Vries. - New York: Academic Press, 1973.

35. Zienkiewicz O.C. Numerical analysis of Forming Processes Swansa / O.C. Zienkiewicz // J.Wiley and Sons. - 1984. - P. 1-44.

36. Kobayashi S. Metal Forming and the Finite Element Method / S. Kobayashi; S.-I. Oh, Т. Altan; Series Eds. J.R. Crookall, M.C. Shaw. - 1st ed., vol. 1. - Oxford: Oxford University Press, 1989. - р. 377.

37. Lee C.H. New solutions to rigid-plastic deformation problems using a matrix method / C.H. Lee, S. Kobayashi // Journal of Engineering for Industry. - 1973. - №5. -Р. 865-873.

38. Сегерлинд Л.Д. Применение метода конечных элементов / Л.Д. Сегерлинд. - М.: Мир, 1979. - 240 с.

39. Зенкевич О.К. Метод конечных элементов в технике / О.К. Зенкевич. -М.: Мир, 1975. - 541 с.

40. Морозов В.М. Метод конечных элементов в механике разрушения /

B.М. Морозов, Г.П. Никишков. - М.: Наука, 1980. - 256 с.

41. Биба Н.В. Трехмерное моделирование процессов обработки металлов давлением методом конечных элементов / Н.В. Биба, А.И. Лишний,

C.А. Стебунов // Производство проката. - 2003. - № 12. - С. 20-24.

42. Воронцов А.Л. Сопоставление применения метода конечных элементов и аналитических методов решения задач обработки давлением / А.Л. Воронцов // Вестник машиностроения. - 2003. - № 4. - С.67-71.

43. DEFORM-3D Version 6.0 User's Manual // [M]. Columbia, Ohio: Scientific Forming Technologies Corporation, 2006.

44. Владимиров А.А. Перспективы использования конечно-элементного моделирования при исследовании процессов горного и металлургического машиностроения / А.А. Владимиров, Е.М. Мартынов // Сб. материалов XV Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство». - Старый Оскол, 2018. - С. 229-234.

45. Ковалевская Ж.Г. Исследование влияния дефектов точения на формирование микрорельефа поверхности стали при ультразвуковой финишной обработке / Ж.Г. Ковалевская, П.В. Уваркин, А.И. Толмачев // Обработка металлов. - 2012. - № 1 - С.14-18.

46. Ковалевская Ж.Г. Расчет влияния микрорельефа поверхности, создаваемого ультразвуковой обработкой на процесс охлаждения напыленного

материала / Ж.Г. Ковалевская, А.П. Жуков, В.А. Клименов // Известия Томского политехнического университета. - 2011. - № 2. - С. 54-60.

47. Ковалевская Ж.Г. Исследование строения и фазового состава азотированных слоев мартенситной стали, полученных ультразвуковым выглаживанием и ионной имплантацией / Ж.Г. Ковалевская, В.А. Кукареко // Обработка металлов и материаловедение. - 2013. - С. 19-27.

48. Кузнецов В.П. Финишная обработка термоупрочненной высокохромистой стали однопроходным алмазным выглаживанием на токарно-фрезерном центре инструментом с узлом динамической стабилизации / В.П. Кузнецов, А.В. Макаров, Р.А. Саврий и др. // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 3. - С. 21-25.

49. Коломеец Н.П. Повышение износостойкости деталей методом поверхностного пластического деформирования на ультразвуковой частоте / Н.П. Коломеец, А.А. Лбов, А.А. Новик // Журнал «Главный механик». - 2017. -№12. - С. 56-62.

50. Северденко В.П. Обработка металлов давлением с ультразвуком / В.П. Северденко, В.В. Клубович, А.В. Степаненко. - Минск: Наука и техника, 1973. - 288 с.

51. Муханов И.И. Ультразвуковое упрочнение деталей машин / И.И. Муханов, Ю.М. Голубев, В.Н. Филимоненко // Сб. докл. НТК по машиностроению. - Новосибирск, 1964. - Ч. 1. - С. 35-39.

52. Муханов И.И. Ультразвуковая упрочняющечистовая обработка стали и чугуна / И.И. Муханов // Вестник машиностроения. - 1968. - № 6. - С.64-66.

53. Муханов И.И. Импульсная упрочняющечистовая обработка деталей машин ультразвуковым инструментом / И.И. Муханов. - М.: Машиностроение,

1978. - 144 с.

54. Марков А.И. Ультразвуковое алмазное выглаживание деталей и режущего инструмента / А.И. Марков, И.Д. Устинов. - М.: Машиностроение,

1979. - 154 с.

55. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов / А.И. Марков. - М.: Машиностроение, 1980. - 237 с.

56. Холопов Ю.В. Ультразвук в технологии машиностроения / Ю.В. Холопов // Промышленное оборудование. - Санкт-Петербург, 2002. - № 11.

57. Холопов Ю.В. О некоторых особенностях безабразивной финишной обработке металлов / Ю.В. Холопов // Материалы 4-ой Всероссийской практической конф. - Санкт-Петербург, 2002. - С. 145-147.

58. Холопов Ю.В. Использование техники и технологии мощного ультразвука в технологии машиностроения / Ю.В. Холопов // Промышленное оборудование. - Санкт-Петербург, 2004. - № 11. - С. 78-82.

59. Холопов Ю.В. Машиностроение: ультразвук: УЗС, БУФО, ГЕО / Ю.В. Холопов. - Санкт-Петербург: ООО «Типография «Береста», 2008. - 328 с.

60. Авторское свидетельство № 207073, МПК В24В 39/00. Способ безабразивной полировки поверхности: заявл. 10.12.1968: опубл. 15.07.1969 / А.М. Мицкевич, Ю.В. Холопов.

61. Авторское свидетельство № 1243931, МПК В24В 1/04, В24В 29/00. Способ безабразивной полировки поверхности: заявл. 15.04.1983: опубл. 15.07.1986 / А.Р. Базаев, Ю.В. Холопов, Н.Р. Селимов.

62. Авторское свидетельство № 1278182, МПК В24В 39/00. Способ ультразвуковой безабразивной обработки: заявл. 10.10.1982: опубл. 20.12.1986 / Ю.В. Холопов, В.Т. Сазиев.

63. Патент № 1571911 С Российская Федерация, МПК В24В 39/00. Способ чистовой и упрочняющей обработки: № 4604882/27: заявл. 10.10.1988: опубл. 20.12.1995 / Н.Р. Селимов, Ю.В. Холопов. - 11 с.

64. Патент № 2124430 С1 Российская Федерация, МПК В24В 39/00, В24В 1/04. Устройство для ультразвуковой упрочняюще-чистовой обработки поверхностей: № 98100977/02: заявл. 20.01.1998: опубл. 10.01.1999 / Ю.В. Холопов. - 7 с.

65. Патент № 2291033 С1 Российская Федерация, МПК В23В 37/00. Устройство для ультразвуковой обработки поверхностей деталей: № 2005124573/02: заявл. 02.08.2005: опубл. 10.01.2007 / Ю.В. Холопов. - 8 с.

66. Патент № 2201997 С2 Российская Федерация, МПК С23С 24/00, В24В 39/00, С23С 26/00. Устройство для нанесения высокодисперсных материалов на поверхность металлов ультразвуком: № 2001109165/02: заявл. 05.04.2001: опубл. 10.04.2003 / Ю.В. Холопов. - 8 с.

67. Патент № 2343064 С1 Российская Федерация, МПК В24В 39/02, В06В 1/08. Устройство для точения и финишной обработки внутренних поверхностей деталей ультразвуком (Варианты): № 2007111040/02: заявл. 26.03.2007: опубл. 10.01.2009 / Ю.В. Холопов. - 8 с.

68. Патент № 2205735 С2 Российская Федерация, МПК В24В 39/00, В24В 1/04, В24В 35/00. Устройство для ультразвуковой финишной обработки поверхностей: № 2001122207/02: заявл. 08.08.2001: опубл. 10.06.2003 / Ю.В. Холопов, С.В. Розбицкий. - 7 с.

69. Патент № 2252128 С1 Российская Федерация, МПК В24В 39/00, В24В 1/04. Система для ультразвуковой обработки поверхностей деталей: № 2004100795/02: заявл. 08.01.2004: опубл. 20.05.2005 / Ю.В. Холопов. - 8 с.

70. Патент № 2201863 С1 Российская Федерация, МПК В24В 39/00, В24В 39/04. Устройство для ультразвуковой финишной обработки поверхностей: № 2001128845/02: заявл. 25.10.2001: опубл. 10.04.2003 / Ю.В. Холопов. - 7 с.

71. Патент № 2282525 С1 Российская Федерация, МПК В23К 20/10, В08В 3/12, В23В 37/00. Устройство для ультразвуковой обработки материалов: № 2004139170/02: заявл. 31.12.2004: опубл. 27.08.2006 / Ю.В. Холопов. - 7 с.

72. Патент № 2317187 С2 Российская Федерация, МПК В24В 39/00. Устройство для безабразивной ультразвуковой финишной обработки и чистового точения поверхностей сложного профиля: № 2006100175/02: заявл. 10.01.2006: опубл. 20.02.2008 / Ю.В. Холопов. - 7 с.

73. Севальнев Г.С. Исследование влияния карбидной неоднородности на контактную выносливость высокоуглеродистой комплексно легированной стали /

Г.С. Севальнев, Е.Н. Коробова, Д.Н. Романенко, А.В. Дорошенко // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2022. - № 1. - С. 36-40.

74. Afonin A.N. Hetrogeneous hardening of machine parts by the cutting and deforming maching with surface plastic deformation / A.N. Afonin, E.M. Martynov, A.I. Larin, A.V. Makarov // Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems. - 2019. - Vol. 11. - № 5. - С. 132-139.

75. Железков О.С. Моделирование процесса формирования крупной трапецеидальной резьбы обкаткой роликом / О.С. Железков, Е.М. Мартынов, М.И. Давлеткиреев // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: тезисы докладов 80-й международной научно-технической конференции. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. тех. ун-та им. Г.И. Носова, 2022. - Т. 1. - С. 163.

76. Мартынов Е.М. Статико-импульсное упрочнение крупногабаритных резьб / Е.М. Мартынов // Вестник научных конференций. - 2016. - № 4-5 (8). -С. 130-132.

77. Мартынов Е.М. Экспериментальная установка и инструмент для исследования процесса статико-импульсного упрочнения крупногабаритных резьб / Е.М. Мартынов // Сб. трудов ХШ Всерос. научно-практ. конф. с международ. участ. «Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство». - Старый Оскол, 2016. - С. 273-276.

78. Железков О.С. Моделирование процесса упрочнения крупной трапецеидальной резьбы с использованием обкатки роликом / О.С. Железков, Е.М. Мартынов, Н.Н. Огарков, Б.Б. Макаров, М.В. Харченко // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2022. - № 12. - С. 681-686.

79. Афонин А.Н. Повышение усталостной прочности резьб и профилей поверхностным пластическим деформированием / А.Н. Афонин, А.И. Ларин, Е.М. Мартынов // Сб. материалов XV Всерос. научно-практ. конф. с международ. участ. «Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство». - Старый Оскол, 2018. - С. 217-221.

80. Афонин А.Н. Гетерогенное упрочнение резьб и профилей поверхностным пластическим деформированием / А.Н. Афонин, А.В. Макаров, А.И. Ларин, Е.М. Мартынов // Научно-технический вестник Поволжья. - 2018. - № 6. - С. 4143.

81. Афонин А.Н. Гетерогенная режуще-деформирующая обработка ППД волнистого рельефа / А.Н. Афонин, А.И. Ларин, А.В. Макаров, Е.М. Мартынов // Вестник Брянского государственного технического университета. -2019. - № 2 (75). - С. 33-38.

82. Кадыров Р.У. Испытание на изнашивание высокоуглеродистой подшипниковой стали / Р.У. Кадыров, И.И. Самойлова, Т.А. Сурина, П.А. Макушева, Г.С. Севальнев // Актуальные задачи теории, методологии и практики научной деятельности: сборник статей Международной научно-практической конференции, Новосибирск, 27 ноября 2022 года. Часть 1. - Уфа: Общество с ограниченной ответственностью «ОМЕГА САЙНС». - 2022. - С. 36-39.

83. Мартынов Е.М. Моделирование статико-импульсного упрочнения крупногабаритных резьб в системе САПР DEFORM-3D / Е.М. Мартынов // Сб. материалов XIV Всерос. научно-практ. конф. с международ. участ. «Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство». - Старый Оскол, 2017. - С. 236-240.

84. Афонин А.Н. Схемы деформирования при статико-импульсной обработке тяжелонагруженных резьб / А.Н. Афонин, Е.М. Мартынов, А.В. Макаров // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2019. - № 9. - С. 106-112.

85. Мартынов Е.М. Разработка методики прогнозирования износостойкости резьбовых элементов винтовых передач / Е.М. Мартынов, О.С. Железков, М.В. Харченко [и др.] // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2024. -№ 5. - С. 232-238.

86. Патент № 2731949 С1 Российская Федерация, МПК В24В 39/02, В21Н 3/08. Способ статико-импульсного упрочнения внутренних

крупногабаритных резьб: № 2019112330: заявл. 23.04.2019: опубл. 09.09.2020 / Е.М. Мартынов. - 8 с.

87. Титов В.А. Особенности алмазного выглаживания титанового сплава ВТ-22 с дополнительным ультразвуковым воздействием на инструмент / В.А. Титов,

B.А. Никитено, А.В. Титов и др. // Обработка металлов давлением. - 2009. - № 1. -

C. 166-168.

88. Титов В.А. Особенности влияния металлосодержащей смазки на контактное взаимодействие инструмента с поверхностью детали при ультразвуковом выглаживании титановых сплавов / В.А. Титов, А.Д. Лавриненков, О.В. Герасимова // Проблеми тертя та зношування. - 2014. - 3 (64).

89. Зайцев К.В. Применение ультразвука при обработке углеродистых сталей и титановых сплавов / К.В. Зайцев, А.С. Аралкин // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 5. - С. 24-28.

90. Клименов В.А. Влияние ультразвуковой обработки поверхности стали 40Х13 на микроструктуру азотированного слоя, сформированного при высокоинтенсивной низкоэнергетической имплантации ионами азота /

B.А. Клименов, Ж.Г. Ковалевская, О.Б. Перевалова и др. // Физика металлов и металловедение. - 2006. - Т. 102. - № 6. - С. 621-629.

91. Martynov E.M. Searching for a rational schedule of a burnishing process with superimposition of ultrasonic vibrations / E.M. Martynov, O.S. Zhelezkov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - Sevastopol, 2020. - Р. 32-37.

92. Железков О.С. Рациональные режимы выглаживания поверхности с использованием ультразвуковой финишной обработки / О.С. Железков, П.А. Дьяков, Е.М. Мартынов и др. // Вестник машиностроения. - 2022. - № 6. -

C. 84-88.

93. Белов В.К. Новое в метрологии: замена 2D параметров микротопографии профиля на 3D параметры микротопографии поверхности / В.К. Белов, М.В. Пономарева // Контроль и диагностика. - 2012. - № 7. - С. 57-63.

94. Белов В.К. Влияние режимов ультразвуковой финишной обработки на параметры микротопографии обрабатываемых поверхностей / В.К. Белов,

М.В. Дьякова, П.А. Дьяков и др. // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2013. -№ 9. - С. 34-38.

95. Патент на полезную модель № 208576 U1 Российская Федерация, МПК B24B 39/02. Устройство для ультразвукового выглаживания крупной внутренней упорной резьбы: № 2021108739: заявл. 31.03.2021: опубл. 24.12.2021 / О.С. Железков, Е.М. Мартынов, Р.Р. Дема; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». -6 с.

96. Железков О.С. Перспективы применения выглаживания с наложением ультразвуковых колебаний для повышения износостойкости гаек нажимных устройств прокатных станов / О.С. Железков, Е.М. Мартынов, Р.Р. Дема // Материалы 79-ой международ. науч.-техн. конф. «Актуальные проблемы современной науки, техники и образования». - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. тех. ун-та им. Г.И. Носова, 2021. - Т. 1. - С. 166.

97. Мартынов Е.М. Экспериментальные исследования процесса выглаживания с наложением ультразвуковых колебаний / Е.М. Мартынов, О.С. Железков // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: тезисы докладов 82-й международной научно-технической конференции. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. тех. ун-та им. Г.И. Носова, 2024. - Т. 1. - С. 220.

98. Martynov E.M. Searching for a rational schedule of a burnishing process with superimposition of ultrasonic vibrations / E.M. Martynov, O.S. Zhelezkov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2020. - Vol. 971. - № 3: Materials Science. - (International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE-2020), Sevastopol, Crimea, 7-11 September 2020).

99. Zhelezkov O.S Optimizing the Ultrasound Finishing of Surfaces (Оптимизация ультразвуковой финишной обработки поверхностей) /

O.S. Zhelezkov, P.A. D'yakov, E.M. Martynov, S.P. Nefed'ev, M.V. Kharchenko // Russian Engineering Research this link is disabled. - 2022. - 42(9). - P. 920-924.

100. Иосилевич Г.Б. Концентрация напряжений и деформаций в деталях машин / Г.Б. Иосилевич. - М.: Машиностроение, 1981. - 226 с.

101. Головин В.А. Силовое взаимодействие элементов нажимного механизма и механизма уравновешивания валка реверсивной клети кварто / В.А. Головин, А.В. Еремин, О.С. Железков // «Современные методы конструирования и технологии металлургического машиностроения»: Сб. науч. тр. под ред. Н.Н. Огаркова. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. - С. 37-39.

102. Головин В.А. Ресурс гайки винтовой пары нажимного механизма реверсивной четырехвалковой клети стана 2000 грячей прокатки / В.А. Головин,

A.В. Еремин, М.М. Лотфрахманова // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: Межрегион. сб. науч. тр. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. - С. 119-124.

103. Еремин А.В. Исследование нагруженности устройства вертикальной установки верхних горизонтальных валков реверсивной четырехвалковой клети широкополосного стана 2000. Сообщение 2 / А.В. Еремин, О.В. Синицкий,

B.А. Головин // Производство проката. - 2012. - № 11. - С. 44-49.

104. Жернаков В.С. Ресурс и надежность резьбовых соединений / В.С. Жернаков, Е.Н. Петров, Р.Г. Якупов. - М.: Машиностроение, 2003. - 292 с.

105. Биргер И.А. Резьбовые и фланцевые соединения / И.А. Биргер, Г.Б. Иосилевич. - М.: Машиностроение, 1990. - 368 с.

106. Железков О.С. Прогнозирование износостойкости гайки нажимного устройства прокатного стана / О.С. Железков, Е.М. Мартынов, С.Б. Лизов // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: тезисы докладов 79-й международной научно-технической конференции. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. тех. ун-та им. Г.И. Носова, 2021. - Т. 1. - С. 167.

107. Крагельский И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. - М.: Машиностроение, 1968. - 480 с.

108. Крагельский И.В. Узлы трения машин / И.В. Крагельский, Н.М. Михин -М.: Машиностроение, 1979. - 540 с.

109. Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безизносность) / Д.Н. Гаркунов. - М.: Изд-во МСХА, 2001. - 616 с.

110. Чичинадзе А.В. Трение, износ и смазка (трибология и триботехника) /

A.В. Чичинадзе, Э.М. Берлинер, Э.Д. Браун и др.; под ред. А.В. Чичинадзе. - М.: Машиностроение, 2003. - 424 с.

111 . Виноградов В.Н. Механическое изнашивание сталей и сплавов /

B.Н. Виноградов, Г.М. Сорокин. - М.: Недра, 1996. - 364 с.

112. Хрущев М.М. Абразивное изнашивание / М.М. Хрущев, М.А. Бабичев. -М.: Наука, 1970. - 251 с.

113. Кащеев В.Н. Абразивная износостойкость и силы связи решетки металлов / В.Н. Кащеев, В.М. Гладков // Изв. вузов. Физика. - 1981. - № 12. -

C. 156-159.

114. Песин М.В. Повышение надежности резьбовых соединений изделий горных машин, нефтегазопромыслового и бурового оборудования // Фундаментальные проблемы техники и технологии. - 2012. - № 4. - С.75-79.

115. Песин М.В. Моделирование напряженно-деформированного состояния изделий машиностроения с целью повышения надежности работы / М.В. Песин, Е.Д. Мокроносов, В.Ф. Макаров // Рос. научн. - техн. конф. «Мавлютовские чтения». - Уфа: УГАТУ, 2011. - Т. 3. - С. 189-192.

116. Беляев Н.М. Сопротивление материалов / Н.М. Беляев. - М.: Гостехиздат, 1958. - 856 с.

117. Ильюшин А.А. Пластичность / А.А. Ильюшин. - М.: Гостехиздат, 1948. -

384 с.

118. Ильюшин А.А. Сопротивление материалов / А.А. Ильюшин, В.С. Ленский. - М.: Физматгиз, 1959. - 452 с.

119. Харченко М.В. Универсальный испытательный комплекс по определению триботехнических характеристик смазочных материалов на базе серийной машины трения СМЦ-2 / М.В. Харченко, Р.Р. Дема, С.П. Нефедьев,

О.А. Осипова // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2017. -№ 10 (691). - C. 60-68.

120. Железков О.С. Трибологические свойства бронзы для изготовления гаек тяжелонагруженных винтовых механизмов металлургических машин / О.С. Железков, М.В. Харченко, Е.М. Мартынов // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования: тезисы докладов 81-й международной научно-технической конференции. - Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. тех. ун-та им. Г.И. Носова, 2023. - Т. 1. - С. 175.

121. Железков О.С. Прогнозирование износостойкости гайки нажимного устройства прокатной клети / О.С. Железков, Р.Р. Дема, М.В. Харченко, И.И. Кинзина, Е.М. Мартынов // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давление. - 2022. - № 6. - С. 24-28.

122. Колмогоров В.Л. Напряжение, деформации, разрушение / В.Л. Колмогоров. - М.: Металлургия, 1970. - 229 с.

123. Скуднов В.А. Предельные пластические деформации металлов /

B.А. Скуднов. - М.: Металлургия, 1989. - 176 с.

124. Богатов А.А. Ресурс пластичности металлов при обработке давлением / А.А. Богатов, О.И. Мижирицкий, С.В. Смирнов. - М.: Металлургия, 1984. - 144 с.

125. Сосенушкин Е.Н. К вопросу о моделировании напряженно-деформированного состояния при обработке материалов давлением / Е.Н. Сосенушкин, В.А. Кадмов, Е.А. Яновская и др. // Известия Тульского госуниверситета. Технические науки. - Тула, 2017. - № 11-1. - С. 142-147.

126. Cockcroft M.G. A Simple Criterion of Fracture for Ductile Metals / M.G. Cockcroft, D.J. Latham // National Eng. Laboratory Report 240, July 1966, See also «Ductility and Workability of Metals», Journal of the Institute of Metals. - 1968. -V. 96. - P. 33.

127. Власов А.В. О применении критерия Кокрофта-Лэтэма для прогнозирования разрушения при холодной объемной штамповке / А.В. Власов // Известия Тульского госуниверситета. Технические науки. - Тула, 2017. - №2 11-1. -

C. 46-58.

128. Бурлаков И.А. Рациональное использование ресурса пластичности при холодной штамповке листовых заготовок на основе критериев Кокрофта и Колмогорова / И.А. Бурлаков, Д.М. Забельян, А.К. Бондаренко и др. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2016. - № 12. -С. 6-10.

129. Лисецкий Л. Оценка риска разрушения при штамповке по данным лабораторных испытаний и моделирования в программе QForm / Л. Лисецкий, П. Скубиш // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. - 2016. - № 12. - С. 8-12.

130. Мартынов Е.М. Упрочнение крупногабаритных резьб деталей машин горно-металлургического оборудования / Е.М. Мартынов, А.Н. Афонин // Сб. трудов XII Всерос. научно-практ. Конф. с международ. участ. «Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Наука и производство». - Старый Оскол, 2015. - С. 79-80.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А1 Акт о результатах исследований диссертационной работы АО «ОЭМК им. А.А. Угарова»

УТВЕРЖДАЮ

Директор по ТОиР

АО «ОЭМК им. A.A. Угарова»

^ \ _ A.C. Юдин « _сЦ» ^__ 2024 г.

I Vi 3 j £.11

Акт о результатах исследований диссертационной работы

Настоящий акт составлен о том, чтб ремонтным производством АО «Оскольский электрометаллургический комбинат им. A.A. Угарова» приняты к использованию результаты исследований диссертационной работы Мартынова Евгения Михайловича «Совершенствование технологических процессов обработки ходовых резьб для повышения ресурса работы крупногабаритных винтовых механизмов».

В рамках научно-исследовательской работы проведены экспериментальные исследования безабразивной ультразвуковой финишной обработки рабочих поверхностей упорной резьбы гайки нажимного механизма дуо-реверсивной клети стана. Упрочнение и повышение качества рабочих поверхностей внутренней упорной резьбы нажимной гайки из бронзы марки БрОЮФ1 выполняли с помощью разработанного устройства (патент на полезную модель № 208576).

Установлена взаимосвязь влияния технологических режимов на микротвёрдость и шероховатость поверхности. Выполнены исследования микротвёрдости сердцевины, поверхности и толщины упрочнённого слоя. Проведена оценка ресурса работы пары трения упорной резьбы в составе изделия.

По результатам исследований установлен рациональный режим процесса поверхностного выглаживания нажимных гаек из бронзы марки БрОЮФ1: глубина внедрения индентора 0,03-0,05 мм и частота вращения заготовки 280-320 об/мин, что обеспечивает упрочнение резьбы на глубину 0,2 мм, повышение микротвёрдости поверхности до 98 HV и низкую шероховатость поверхности Ra 0,06 мкм.

Испытания в составе изделия нажимных гаек из бронзы марки БрОЮФ1 после выглаживания показали, что интенсивность изнашивания внутренних рабочих поверхностей упорной резьбы снизилась на 30% по сравнению с исходным состоянием.

Выглаживание пар трения крупногабаритных деталей винтовой передачи нажимного механизма дуо-реверсивной клети стана позволяет повысить ресурс работы более чем в 1,22 раза и обеспечивает высокое качество поверхности, что приводит к безаварийной работе оборудования, вследствие чего годовой экономический эффект составляет не менее 1 млн. руб. ? /"

жу/И / '

Заместитель начальника СПЦ-1 по / / А.Н. Скрыпов

Главный специалист по надежности ЭСПЦ /.(О. М.Ю.Вагнер

Приложение А2

Акт о проведённых теоретических и экспериментальных исследованиях

АО «Стойленский ГОК»

Настоящий акт составлен о том, что в результате проведённых теоретических и экспериментальных исследований обеспечено увеличение периода стойкости пар трения крупногабаритных винтовых передач с трапецеидальной резьбой обжиговой машины.

В производственных условиях отработаны технологические режимы импульсной обкатки роликом для упрочнения рабочих поверхностей гайки из бронзы марки Бр010Ф1 с применением разработанного нового технического решения, направленного на совершенствование комбинированного способа формирования трапецеидальных резьб (патент РФ № 2731949 «Способ статико-импульсного упрочнения внутренних крупногабаритных резьб»).

Результаты исследований показали, что применение импульсной обкатки роликом образцов трапецеидальной резьбы из бронзы марки БрОЮФ1 позволяет повысить микротвёрдость поверхности в 2,63 раза, обеспечить толщину упрочнённого слоя до 2,8 мм, улучшить качество рабочей поверхности и увеличить износостойкость пар трения не менее чем в 1,28 раза. Применение результатов исследований позволяет сократить длительные и аварийные простои дорогостоящего оборудования по причине замены гаек из бронзы марки Бр010Ф1 из-за абразивного износа. Ожидаемый экономический эффект от снижения издержек предприятия по расчетам составляет не менее 10 млн. руб. в год.

Группа нлмк

Акционерное общество «СТОЙЛЕНСКИЙ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНЫЙ КОМБИНАТ»

ДИРЕКЦИЯ РЕМОНТНОГО КОМПЛЕКСА

АКТ

/8 сОб сг. Старый Оскол

Начальник ЦТОиР ФОК

Р.В.Бакланов

Приложение А3

Акт о внедрении в образовательный процесс результатов кандидатской диссертационной работы Мартынова Евгения Михайловича

о внедрении в образовательный процесс результатов кандидатской диссертационной работы Мартынова Евгения Михайловича

11астоящий акт подтверждает, что результаты исследований, проведённых в диссертационной работе Мартынова Евгения Михайловича, где разработаны новые технологические решения, направленные на совершенствование комбинированного способа формирования трапецеидальных резьб, установлены рациональные режимы процесса поверхностного выглаживания нажимных гаек, используются в учебном процессе в СТИ НИ ГУ «МИСИС» на кафедре «Технологии и оборудования в металлургии и машиностроении им. В.Б. Крахта» в курсе предметов «Эксплуатация и ремонт технологических машин и оборудования» и «Технологии поверхностного упрочнения деталей машин». Использование результатов диссертационной работы позволяет расширить знания студентов в сфере применения методов и технологий ремонта, а также эксплуатации металлургического оборудования.

Заместитель директора

СТИ НИТУ «МИСИС»

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора СТИ НИТУ «МИСИС»

по науке и инновациям, д.т.н.

• _ _ V-___Д.Л. Кожухов

^.июкД,_2024 г.

Акт

С'ГИ IIИ ГУ «МИСИС» по учебно-методической работе, д.э.н., профессор

Ильичева Н.В.