Совершенствование технологии восстановления шеек коленчатых валов автомобильных двигателей плазменным напылением с одновременной электромеханической обработкой тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.10, кандидат наук Никонов, Вадим Олегович

• Никонов, Вадим Олегович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Никонов, Вадим Олегович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ШЕЕК КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

1.1 Обоснование целесообразности восстановления коленчатых валов автомобильных двигателей

1.2 Анализ способов восстановления коленчатых валов автомобильных двигателей

1.3 Анализ способов упрочнения плазменных покрытий

Выводы

2 ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ РЕЖИМОВ И ПАРАМЕТРОВ КОМБИНИРОВАННОГО СПОСОБА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ШЕЕК КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

2.1 Методика математического моделирования

2.2 Программная реализация модели

2.3 Оптимизация параметров процесса нанесения плазменного покрытия на

шейки коленчатого вала с одновременной электромеханической обработкой

2.4 Обоснование схемы и параметров охлаждения шеек коленчатого вала

Выводы

3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Основные положения общей методики экспериментального исследования, используемое оборудование и рабочие материалы

3.2 Методика контроля и обеспечения основных параметров процесса плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой

3.3 Методика исследования физико-механических и триботехнических

свойств покрытия

3.4 Методика обработки результатов экспериментов

Выводы

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1 Результаты определения оптимальных технологических параметров процесса плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой

4.2 Результаты исследования температуры основы опытного образца в процес-

се плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой

4.3 Результаты исследования физико-механических свойств покрытий

Выводы

5 РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ С ОДНОВРЕМЕННОЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ

5.1 Технологический процесс восстановления шеек коленчатого вала двигателя КАМАЗ-740 плазменным напылением с одновременной электромеханической обработкой

5.2 Результаты эксплуатационных испытаний восстановленного коленчатого вала двигателя КАМАЗ-740

5.3 Экономическое обоснование эффективности усовершенствованной

технологии восстановления шеек коленчатого вала

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Решение задачи оптимизации параметров процесса плазменного нанесения покрытия с электромеханической обработкой с

помощью программы MathCad 14

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Методика и результаты экспериментальных исследований влияния технологических параметров процессов плазменного напыления и электромеханической обработки на критерии процессов

ПРИЛОЖЕНИЕ В Результаты замеров величин износа напыленных шеек

коленчатого вала

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Технологический процесс восстановления коленчатого

вала плазменным напылением с одновременной электромеханической

обработкой

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Копия патента на изобретение РФ № 2480533 «Способ

комбинированного упрочнения поверхностей деталей»

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Копия патента на полезную модель РФ №

«Устройство для комбинированного упрочнения шеек коленчатых валов»

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Копия свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013612100 «Программа для моделирования плазменного нанесения покрытий»

ПРИЛОЖЕНИЕ И Копия свидетельства о государственной регистрации

для ЭВМ № 2013612101 «Программа для моделирования способа комбинированного упрочнения поверхностей деталей»

ПРИЛОЖЕНИЕ К Копия свидетельства о государственной регистрации для ЭВМ № 2013615055 «Программа для исследования эффективности

способа комбинированного упрочнения плазменных покрытий»

ПРИЛОЖЕНИЕ Л Копия свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013615740 «Программа для моделирования тепловых процессов в деталях машин при комбинированном способе нанесения покрытий»

ПРИЛОЖЕНИЕ M Акты о внедрении результатов НИР

ПРИЛОЖЕНИЕ H Акты о стендовых испытаниях коленчатых валов двигателей автомобилей КАМАЗ

ПРИЛОЖЕНИЕ П Акт об эксплуатационных испытаниях коленчатого вала, напыленного по технологии плазменного напыления с одновременной

электромеханической обработкой

ПРИЛОЖЕНИЕ Р Акт внедрения в учебный процесс ВГЛТА результатов НИР

ПРИЛОЖЕНИЕ С Копия письма об участии аспиранта ФГБОУ ВПО ВГЛТА Никонова В. О. в выполнении краткосрочной научно-исследовательской работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование технологии восстановления шеек коленчатых валов автомобильных двигателей плазменным напылением с одновременной электромеханической обработкой»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Наиболее характерными дефектами коленчатых валов автомобильных двигателей при ремонте являются износ коренных и шатунных шеек, обусловленный высокими удельными поверхностными нагрузками, а также трещины усталостного характера вследствие знакопеременных и циклических нагрузок, воздействующих на шейки. Восстановление коленчатого вала является сложной проблемой, поскольку к качеству и геометрическим параметрам его рабочих поверхностей предъявляются высокие требования. Наиболее перспективным направлением восстановления коленчатых валов автомобильных двигателей, является нанесение на изношенные поверхности упрочняющих покрытий.

Среди известных способов нанесения покрытий при восстановлении шеек коленчатых валов к прогрессивным относят плазменное напыление, так как оно отличается: возможностью напыления наиболее широкой номенклатуры материалов покрытий на различные материалы, высокой производительностью процесса, относительной простотой технологии, незначительным термическим влиянием на подложку, возможностью полной автоматизации процесса. Тем не менее, покрытия, полученные данным способом, имеют недостаточную прочность сцепления с основой при значительных знакопеременных нагрузках, структурную неоднородность, высокие остаточные растягивающие напряжения, приводящие к растрескиванию покрытия, наносимого на шейки коленчатых валов. Для устранения этих недостатков применяют упрочнение покрытий, как в процессе напыления, так и после него, с помощью различных видов энергетических воздействий. Одним из таких способов является последующая электромеханическая обработка напыленных покрытий, позволяющая повысить адгезионную и когезионную прочность, микротвердость, создать сжимающие остаточные напряжения для повышения сопротивления усталости и получить более однородное покрытие. Однако последующая после напыления электромеханическая обработка имеет ограничения по максимальной толщине покрытий, при которых они не разрушаются. Это обстоятельство приводит к повышению трудоемкости нанесения и упрочнения покры-

тий толщиной, сопоставимой с разницей между диаметром шеек нового коленчатого вала и их последним ремонтным размером. В этой связи исследование, направленное на совершенствование технологического процесса восстановления шеек коленчатых валов автомобильных двигателей способом плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой, является актуальным.

Работа является частью комплексных исследований: по госбюджетной теме Воронежской государственной лесотехнической академии «Динамизация процессов плазменного нанесения и упрочнения покрытий путем модуляции параметров», номер госрегистрации 7.4045.2011; по краткосрочной научно-исследовательской работе «Комбинированный метод плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой покрытий в режиме модуляции параметров» на базе научно образовательного центра «Нанотехнологии для нефтяной и газовой промышленности» РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина в рамках выполнения гранта на поддержку научных исследований.

Степень разработанности темы исследования. Изучению вопросов, связанных с повышением качества восстановления коленчатых валов двигателей автомобилей, посвящены работы ученых: Е. В. Агеева, Е. Л. Воловика, В. А. Деева, Л. В. Дехтеринского, А. А. Зуева, В. А. Какуевицкого, В. И. Карагодина, В. П. Ля-лякина, М. А. Масино, А. Н. Новикова, В. К. Петрякова, В. В. Сергеева, Д. И. Станчева, Г. Е. Филатова, А. И. Фомина, В. И. Черноиванова, В. К. Ярошевича и др. Исследованию плазменного напыления покрытий посвящены работы ученых: Ю. С. Борисова, В. М. Кудинова, А. Ф. Пузрякова, А. И. Сидорова, Н. А. Соснина, Л. И. Тушинского, А. Хасуи и др. Применительно к коленчатым валам двигателей внутреннего сгорания плазменным напылением занимались ученые: М. М. Баран-кевич, А. Н. Гоц, Н. Г. Гришин, А. М. Кадырметов, В. Б. Курушин, Р. А. Лиджи-Горяев, Т. Н. Миллер, В. П. Лялякин, С. В. Петров, В. И. Посметьев, Б. М. Соловьев, А. И. Сидоров, П. А. Тополянский, В. И. Черноиванов и др. Решением проблемы упрочнения плазменных покрытий способом воздействия на напыленную поверхность детали электромеханической обработкой посвящены работы ученых: Б. М. Аскинази, В. М. Багмутова, И. Н. Захарова, А. Ю. Иванникова, В. И. Кали-

ты, Д. И. Комлева и др. Однако в трудах этих ученых не рассматриваются вопросы исследования и оценки влияния режимов и параметров процесса на эффективность и качество восстановления покрытий шеек коленчатых валов новым методом плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является совершенствование технологии восстановления шеек коленчатых валов автомобильных двигателей плазменным напылением с одновременной электромеханической обработкой.

Задачи исследования:

- обосновать целесообразность и определить направление исследования по совершенствованию технологии восстановления и упрочнения шеек коленчатых валов автомобильных двигателей новым комбинированным способом плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой;

- разработать математическую модель, алгоритмы и программы для ЭВМ и на их основе выполнить имитационное моделирование и исследование процесса плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой шеек коленчатого вала;

- разработать математическую модель, алгоритмы и программы для ЭВМ и на их основе выполнить имитационное моделирование и исследование процесса распространения тепла в коленчатом вале при восстановлении его шеек новым комбинированным способом с использованием различных вариантов и параметров охлаждения;

- определить зависимости критериев процесса плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой от его параметров и найти их оптимальные значения;

- обосновать технологические режимы восстановления шеек коленчатых валов новым способом, обеспечивающие повышение эффективности их восстановления и эксплуатационных свойств покрытия.

Научная новизна результатов работы:

- разработаны математическая модель плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой покрытия и имитационная модель на её

основе, реализованная в новой программе для ЭВМ, позволившая обосновать технологические операции нового комбинированного способа плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой для восстановления шеек коленчатых валов автомобильных двигателей, отличающаяся комплексным подходом, учетом основных внутренних и внешних факторов, и особенностями выполняемых операций;

- разработаны математическая модель тепловых процессов в плазменном напылении с одновременной электромеханической обработкой покрытия и имитационная модель на её основе, реализованная в новой программе для ЭВМ, описывающая распространения тепла в коленчатом вале автомобильного двигателя при восстановлении его шеек новым комбинированным способом, отличающиеся возможностью оценки эффективности процесса и качественных показателей покрытия при использовании различных вариантов и параметров охлаждения;

- получены новые зависимости критериев от факторов процесса плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой, отличающиеся возможностью определения оптимальных параметров и режимов процесса, с целью создания более прочного покрытия и уменьшения внутренних напряжений в нем;

- обоснованы режимы и параметры нового комбинированного способа восстановления шеек коленчатых валов, отличающиеся оптимальными значениями и обеспечивающие совершенствование технологического процесса в направлении повышения износостойкости и долговечности покрытия.

Теоретическая значимость заключается в разработке математических моделей и на их основе имитационных моделей, алгоритмов и новых программ для ЭВМ, позволяющих комплексно исследовать влияние факторов на критерии процесса плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой при восстановлении шеек коленчатого вала автомобильного двигателя, а также находить оптимальные режимы и рабочие параметры при совершенствовании технологического процесса получения долговечных износостойких покрытий.

Практическая значимость заключается в совершенствовании технологического процесса по восстановлению и упрочнению шеек коленчатых валов авто-

мобильных двигателей на основе нового способа плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой, а также в апробации и внедрении разработанных оборудования и рекомендаций на предприятиях по ремонту двигателей и автомобилей.

Методология и методы исследования. Диссертационное исследование выполнено на основе изучения научных трудов отечественных и зарубежных ученых и специалистов в области эксплуатации и ремонта автомобилей, занимающихся решением проблем восстановления и упрочнения изношенных рабочих поверхностей пар трения. Теоретическое исследование базировалось на классической физике, механике, математическом и имитационном моделировании, численных методах, а также современных методах получения и обработки информации при компьютерной поддержке. Математическое моделирование реализовано с помощью разновидности 8РН-метода, использующего разбиение исследуемого объекта на дискретные элементы и применения для них классических законов физики. При проведении натурных наблюдений и экспериментов использовались методы определения физико-механических, триботехнических свойств покрытий, металлографический и рентгеноструктурный анализ, аппарат математической статистики и теории вероятностей, методы планирования эксперимента, регрессионный анализ.

Научные положения, выносимые на защиту:

- математическая модель и результаты имитационного моделирования на ЭВМ технологических операций комбинированного способа восстановления шеек коленчатых валов автомобильных двигателей, позволяющие установить закономерности и исследовать влияние основных факторов на процессы плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой;

- математическая модель и результаты имитационного моделирования на ЭВМ процесса распространения тепла в коленчатом вале при восстановления его шеек новым комбинированным способом, позволяющие исследовать закономерности распространения температуры и обосновать выбор схемы и оптимальные параметры системы охлаждения;

- зависимости критериев от факторов процесса плазменного напыления с

одновременной электромеханической обработкой, позволяющие исследовать и оценить эффективность их влияния на физико-механические свойства покрытия шеек коленчатых валов;

- обоснованные, оптимизированные режимы и параметры совмещенных операций плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой, позволившие реализовать результаты исследования в направлении совершенствования технологического процесса восстановления шеек коленчатых валов автомобильных двигателей покрытиями с повышенными эксплуатационными свойствами.

Достоверность научных положений обеспечена применением современных методов теории, эксперимента и оборудования, обоснованным объемом экспериментального материала, хорошей сходимостью экспериментальных и теоретических данных, положительными результатами лабораторных, стендовых и эксплуатационных испытаний.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежской государственной лесотехнической академии (20112013 гг.), международных и всероссийских межвузовских научно-практических конференциях (Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых в Воронеже, 2011 г.; Региональная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых в Воронеже, 2012 г.; 14-ая и 15-ая международные научно-практические конференции в Санкт-Петербурге, 2012 и 2013 гг.; Международная заочная научно-практическая конференция в Липецке, 2012 г.; ХУН-я международная научно-техническая интернет-конференция в Брянске, 2013 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 21 печатная работы, включая патенты на изобретение РФ № 2480533 и полезную модель РФ № 129021, 4 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ, а также 7 статей в периодических научных изданиях, рекомендованных ВАК. Единолично опубликовано 3 статьи.

Реализация работы. Разработанная конструкция устройства для восста-

новления коренных и шатунных шеек коленчатого вала способом плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой, усовершенствованный технологический процесс и рекомендации по нему внедрены на авторемонтном предприятии ОАО 172 ЦАРЗ, г. Воронеж, автотранспортном предприятии НСК «Плюс», авторемонтном заводе ЗАО Ремдизель, г. Набережные Челны. Кроме этого результаты исследования внедрены в учебный процесс ВГЛТА, а также могут быть рекомендованы научным работникам, аспирантам, занимающимся разработкой способов и технологий повышения качества плазменных покрытий при восстановлении коленчатых валов двигателей автомобилей и других деталей машин типа "вал", работающих в аналогичных условиях.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы составляет 187 странниц, из них 154 страницы основного текста и 33 страниц приложений. Работа включает 59 иллюстраций, 30 таблиц и 165 наименований использованных источников.

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ШЕЕК КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

1.1 Обоснование целесообразности восстановления коленчатых валов

автомобильных двигателей

1.1 Л Особенности условий работы и износа коленчатых валов Ресурс коленчатого вала, в основном зависит от двух независимо действующих факторов: сопротивления усталости и износостойкости. При работе на коренные и шатунные шейки коленчатого вала оказывает влияние общее результирующее усилие от давления газов и сил инерции, разбиваемое на две составляющие: усилие, приложенное в плоскости колена (силы инерции) и усилие, приложенное в плоскости, перпендикулярной плоскости колен (усилие давления газов). Усилие от давления газов действует кратковременно, а усилие, образующееся за счет действия инерционных масс - постоянно. Эти силы являются причиной возникновения знакопеременных крутящих и изгибающих моментов, трения и приводят к износу рабочих поверхностей [1,2].

аси1 мпа Наибольшая удельная нагрузка,

воспринимаемая шейкой коленчатого вала карбюраторного двигателя, находится в пределах 1,5-2 МПа, а дизельного двигателя - 25-30 МПа [3]. Для каждого из способов восстановления рабочих поверхностей шеек коленчатого вала существует определенный уровень допускаемых напряжений, зависимый от значений величин адгезии покрытия и когезионной прочности в самом слое. В работе [1] приведена зависимость значения требуемой прочности сцепления напыленных

1 '_ < 2

и

!

2 4 6 8 10(10°) Р,Н/м'

50 250 450 650 850 М, Им

Рисунок 1 - Зависимость величины требуемой прочности сцепления aclh напыленных на шейки коленчатых валов покрытий (адгезии) от максимального крутящего момента М двигателя - 1 и максимальных значений давления газов Р в цилиндрах - 2

покрытий на шейки коленчатых валов (адгезии) от максимального крутящего момента двигателя -1 и максимальных значений давления газов в цилиндрах - 2 (рис. 1).

Работа подшипников скольжения коленчатого вала осуществляется в режиме гидродинамической смазки, в результате которого поверхность вкладышей изолирована от поверхностей шеек слоем смазки. Тем не менее, этот режим может быть нарушен, и вследствие плохой смачиваемости рабочей поверхности пары трения может наступить дефицит смазки: не удерживается масло на отполированных поверхностях шеек, не образуется масляный клин, возникают условия полусухого трения, перегревание сопряжения, схватывание. Это имеет место только при определенных условиях: перегреве двигателя, недостаточном охлаждении; перекосах и деформациях деталей. Повышенный износ возникает в момент пуска и в начальный период работы, когда двигатель холодный, в зимний период года, когда загустевшее масло плохо поступает в зазор между шейкой вала и подшипником [4].

Анализ результатов большого числа исследований по повышению долговечности и надежности деталей и узлов автомобильных двигателей позволил установить, что помимо смачиваемости и дефицита смазки основными факторами, определяющими износ коленчатых валов, являются: загрязненность смазки абразивными частицами, нагрузка на шейку вала, зазор в сопряжении [5-9 и др.].

На рисунке 2 приведены графики изменения скорости изнашивания сопряжения "шейка-вкладыш" коленчатого вала двигателя. Здесь Уо -начальная скорость изнашивания, Ут - максимальное значение скорости, Бо - начальный зазор в сопряжении, - предельный зазор в сопряжении, прямая I соответствует средним эксплуатационным условиям изнашивания сопряжения, прямая II - наиболее тяжелым эксплуатационным усло-

Рисунок 2 - Изменение скорости изнашивания ^сопряжения "шейка-вкладыш" коленчатого вала от условий эксплуатации: I - средние условия; II - тяжелые условия; III - легкие условия

виям (максимальная загрязненность смазочного масла абразивными частицами, высокая нагруженность и т. д.), прямая III - наиболее легким условием работы [5].

Соотношение износа подшипников шатунных и коренных шеек коленчатого вала зависит от нагрузки. У двигателей с V-образным расположением цилиндров наибольшие нагрузки испытывают коренные подшипники. В то же время, шатунные шейки оснащены центробежными ловушками. В итоге износ коренных шеек коленчатого вала и соответствующих вкладышей в 1,5-2 раза выше, чем шатунных. Нужно заметить, что у данных двигателей верхние вкладыши в шатунных подшипниках изнашиваются сильнее нижних, а в коренных подшипниках - нижние вкладыши изнашиваются значительнее верхних. В плоскости поперечного сечения шейки коленчатого вала и вкладыши изнашиваются неравномерно. Место наибольшего износа располагается в области меньших зазоров, нахождение которых определяется значением и длительностью действия сил, приходящихся на подшипник. В данной области вкладыши имеют очень высокую температуру, которая понижает прочность антифрикционного слоя вкладыша, и в этом же месте с поверхностями трения контактируется наибольшее число абразивных частиц, имеющихся в масле [6].

Нагрузку Rul, действующую на шатунную шейку коленчатого вала и износ шейки от одного шатуна, иллюстрируют диаграммы (рис. 3, а и б). По развернутой диаграмме (рис. 3, а) Rlu =f((p) определяют: среднюю сила за цикл R,u. ср., максимальную Rul, max. и минимальную Rut. min. силы за цикл. По диаграмме износа (рис. 3, б) определяют положение оси масляного канала [7].

кН 80

60

40

20

О

1

а б

Рисунок 3 - Диаграммы: а - нагрузки на шатунную шейку коленчатого вала;

б — износа шатунной шейки дизеля

Для сравнения на рисунке 4 представлены износы шатунных и коренных шеек коленчатых валов У-образных двигателей. У этих двигателей шейки сильнее всего изнашиваются со стороны, направленной к оси коленчатого вала. На эту сторону приходится максимальная нагрузка, которая главным образом зависит от сил инер-

а

I II III IV

а - юное коренных шеек: 77- противовесы; 1 - линия отсчета; 2 - профиль изношенных шеек; б - износ шатунных шеек: 77- противовесы; 1 - линия отсчета; 2 - профиль изношенных шеек под 1,2,3 и 4 шатунами; 3 - профиль изношенных шеек под 5,6,7 и 8 шатунами

Рисунок 4 - Характер износа коренных и шатунных шеек коленчатого вала У-образного двигателя

Зависимости износа и овальности шатунных шеек двигателей КАМАЗ от наработки представлены на рисунке 5 [9].

Рисунок 5 — Зависимости износа - а и овальности - б шатунных шеек двигателей КАМАЗ от наработки: 1 - КАМАЗ-Евро; 2 - КАМАЗ-740

Продольный профиль износа шатунных шеек имеет конусный вид. Основными причинами износа шатунных шеек на конус являются: упругий прогиб коленчатого вала, неравномерное распределение масляного потока по поверхности шеек из-за наклона масляного канала, распределение относимых с маслом механических частиц и неравномерность нагрузки по длине шейки, несимметричная конструкция шатунов. В наклонном положении масляных каналов в шейке коленчатого вала абразивные частицы, имеющиеся в масле, увлекаются в сторону, обратную наклону канала и внедряются в антифрикционный слой вкладыша, вызывая износ, задир в трущемся соединении. Износ шатунной шейки с образованием эллипсной формы объясняется влиянием сил инерции, упругим прогибом коленчатого вала, и, главным образом, давлением за цикл работы двигателя [10].

Поломки коленчатого вала, как показала статистика дефектов, носят обычно усталостный характер и вызываются переменными напряжениями изгиба и кручения. Сопротивление усталости коленчатого вала зависит от следующих факторов: физико-химических свойств материала, из которого изготовлен вал; наличие трещин и микротрещин в изделии; наличие остаточных сжимающих или растягивающих напряжений в покрытии после восстановления вала. Особо опасными сечениями, по которым могут развиваться усталостные трещины, являются сечения по краю

шатунной шейки, по щеке между шатунной и коренной шейками (рис. 6), а также по отверстию масляного канала на поверхности шатунной шейки [10].

Так, в работе [11] приведены кривые выносливости при изгибе новых и восстановленных разными способами коленчатых валов двигателей ЗИЛ-130 и 3м3-53 при испытаниях до появления первой трещины (рис. 7, а) и полного разрушения (рис. 7, б).

Кривые выносливости коленчатых валов построены по результатам испытаний в соответствии с требованиями ГОСТ 25.502-79. Здесь: 1 - коленчатые валы двигателя ЗИЛ-130 новые; 2 - то же, восстановленные

А

1 1 1 1 1 1 1 \ \ \

1 \ 1 V 1

V- -••<*>' От /

_/

Рисунок 6 - Опасные сечения вала, в которых возможно развитие усталостных трещин А

<7, МПа 200 180

160

140

120

100

80

60

40

20

чД V» к А

\ \ * ^ 5

__^

3

т А г\ 2 - /-„..

о — й - 1 2 Ч 6

• - А — V -х — 3 4 Ч

6 7

о, МПа 200

1 2 4 6 10 20 40 60 N-10 , цикл а

180 160 140 120 100 80 60 40 20

4

*

7' 1 5

<3 I4

N

Л г

о - 1 ?

• - Д- V -* - 3 4 5

6 7

1 2 4 6 10 20 40 60 N-10 .цикл б

Рисунок 7 - Кривые выносливости при изгибе коленчатых валов двигателей ЗИЛ-130 и ЭМЗ-53 при испытаниях: а - до появления первой трещины; б - до полного разрушения

широкослойной наплавкой порошковой проволокой ПП-Нп40Х4Г2СМНТФ; 3 - то же, восстановленные тем же способом наплавки с последующей термической обработкой (отпуск при 773 К в течение 1 ч); 4 - изношенные ненаплавленные коленчатые валы двигателя ЗМЭ-53 с шатунными и коренными шейками шестого ремонтного размера, подвергнутые холодной поэлементной правке с усилием 460 кН; 5 - коленчатые валы двигателя 3м3-53 новые; 6 - то же, восстановленные вибродуговой наплавкой пружинной проволокой II класса в водокислородной среде; 7 - то же, восстановленные детонационным напылением порошка из оксида алюминия. Сравнение кривых выносливости показывает, что правильный выбор метода восстановления коленчатого вала позволяет обеспечить предел выносливости, практически соответствующий пределу выносливости нового вала (кривая 7, детонационное напыление) или превышающий его (кривая 4, пластическое деформирование). Использование наплавки приводит к снижению предела выносливости.

Таким образом, износ поверхностей шеек коленчатого вала отличается неравномерностью, как в поперечном, так и в продольном сечениях. Интенсивность изнашивания растет с увеличением зазора между вкладышами и поверхностями шеек. Использование износостойких покрытий позволит обеспечить заданный ресурс и экономиче-

скую целесообразность восстановления коленчатых валов. Выбор покрытия и способа его нанесения должны обеспечить необходимые прочностные свойства покрытия в зависимости от максимальных значений крутящего момента на коленчатом валу и давления в цилиндрах двигателя. Важнейшим требованием при выборе способа восстановления коленчатого вала помимо высокой износостойкости является обеспечение его предела выносливости не хуже, чем для нового вала. Традиционная наплавка не удовлетворяет этому требованию. Газотермические технологии в совокупности с пластическим деформированием покрытий потенциально могут выполнить эту задачу.

1.1.2 Дефекты коленчатых валов При эксплуатации коленчатых валов неминуемыми дефектами являются: износ и усталостные трещины коренных и шатунных шеек; овальность, бочкообраз-ность, конусность шеек; риски, вмятины и задиры на шейках; износ посадочных мест под шкив, маховик, распределительную шестерню; износ маслосгонной резьбы; износ и разбивка шпоночных канавок; износ посадочного места наружного кольца шарикоподшипника в торце вала; износ отверстий под штифты крепления; износ резьбы; срыв более двух ниток резьбы; скручивание вала, торцовое биение фланца маховика; изгиб вала; трещины на шейках, щеках; коррозия трущихся поверхностей; засорение масляных каналов продуктами износа масла [12-14].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Никонов, Вадим Олегович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Ярошевич, В. К. Коленчатые валы автомобильных двигателей [Текст] : монография / В. К. Ярошевич, М. А. Белоцерковский, Е. Л. Савич. - Мн. : БИТУ, 2003.- 176 с.

2 Хрулев, А. Э. Ремонт двигателей зарубежных автомобилей [Текст] : произвол ственно-практ. изд. / А. Э. Хрулев. - М.: Издательство "За рулем", 1999. - 440 с.

3 Лялякин, В. П. Научно обоснованные технологии восстановления коленчатых валов автотракторных двигателей / В. П. Лялякин // Сварочное производство. - 1998. -№> 2. - С. 4-7.

4 Логинов, А. Е. Совершенствование технологии восстановления коленчатого вала двигателя КАМАЗ-740 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http: // sets.ru/base/3nomer/loginov/stat 1 .htm.

5 Барпиев, А. Ж. Прогнозирование и обоснование ресурса коленчатого вала автомобильного двигателя 3M3-53 в эксплуатационных условиях Чуйской области [Текст]: автореф. ... канд. техн. Наук : 05.22.10 / А. Ж. Барпиев. - Бишкек, 2003.

6 Карагодин, В. И. Ремонт автомобилей и двигателей [Текст] : учеб. для студ. сред. проф. учеб. заведений / В. И. Карагодин, Н. Н. Митрохин. - 3-е изд., стер. - М. : Издательский центр «Академия», 2008. - 496 с.

7 Колчин, А. И. Расчет автомобильных и тракторных двигателей [Текст] : учеб. пособие для вузов / А. И. Колчин, В. П. Демидов. - М. : Высш. школа, 2008. -496 с.

8 Масино, М. А. Повышение долговечности автомобильных деталей при ремонте [Текст] : учеб. пособие / М. А. Масино. - М. Транспорт, 1972. - 148.

9 Денисов, А. С. Анализ изменения технического состояния ресурсоопреде-ляющих элементов дизелей КАМАЗ в процессе эксплуатации [Текст] / А. С. Денисов, А. Р. Асоян, В. П. Захаров // Известия ВолгГТУ. - 2011. - № 8 (81). - С. 32-35.

10 Автомобильные двигатели [Текст] : учеб. пособие / В. М. Архангельский, М. М. Вихерт, А. Н. Воинов, Ю. А. Степанов, В. И. Трусов, М. С. Ховах. - М. : Машинострение, 1977. - 592 с.

11 Какуевицкий, В. А. Оценки методов определения пределов выносливости восстановленных коленчатых валов автомобильных двигателей [Текст] / В. А. Какуевицкий, А. М. Редзюк, И. П. Трубачев, С. И. Трубачев // Заводская лаборатория. Диагностика материалов Том 77. - 2011. - № 5. - С. 49-54.

12 Воловик, Е. JI. Справочник по восстановлению деталей [Текст] / Е. Л. Воловик. -М. : Колос, 1981.-351 с.

13 Дехтеринский, Л. В. Капитальный ремонт автомобилей [Текст] : справочник / Л. В. Дехтеринский, Р. Е. Есенберлин, К. X. Акмаев и др. - М. : Транспорт, 1989.-335 с.

14 Кузнецов, Е. С. Техническая эксплуатация автомобилей [Текст] : Учебник для вузов / Е. С. Кузнецов, В. П. Воронов, А. П. Болдин и др.; Под ред. Е. С. Кузнецова. - 3-е изд., перераб. И доп. -М. : Транспорт, 1991. - 413 с.

15 Руководство по ремонту двигателей [Электронный ресурс]. - режим доступа : www.tmckmotor.narod.ru/crnmech.htm/. - загл. с экрана

16 Амрахов, И. Г. Анализ технологических особенностей ремонта коленчатого вала двигателя КАМАЗ-740 [Текст] / И. Г. Амрахов, В. В. Сипко, С. В. Тарасов, А. В. Чудинов // материалы международной научно-технической конференции "Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин". - ТюмГНГУ, 2007. - С. 9-14.

17 Круцило, В. Г. Восстановление коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания [Текст] / В. Г. Круцило, Т. Н. Андрюхина, В. С. Коннов // Современная техника и технологии. - Апрель, 2012 [Электронный ресурс]. URL : http.7/technology. snauka.ru/2012/04/548.

18 Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту. Двигатели КАМАЗ 740.11-240, 740.13-260, 740.14-300, 740.30-260, 740.50-36, 740.51-320, 740.50-3901001КД [Текст] / под общ. ред. Н. А. Гатауллина. - Набережные Челны, 2002. - 247 с.

19 Автомобили KAMA3-5320 и УРАЛ-4320 [Текст] : учеб. пособие / В. И. Медведев, С. Т. Билык, И. П. Чайковский и др. - М. : ДОСААФ, 1981. - 334 с.

20 Автомобили КАМАЗ : Техническое обслуживание и ремонт [Текст] / В.

Н. Барун, Р. А. Азаматов, Е. А. Машков и др. - 2-е изд. перераб. и доп. - М. : Транспорт, 1988. - 352 с.

21 Бухтояров, В. Н. Технология восстановления цилиндрических поверхностей валов плазменным напылением с одновременным оплавлением выносной модулируемой дугой : На примере коленчатого вала [Текст] : дис. ... канд. техн. наук : 05.03.01 : защищена 31.10.2003 / В. Н. Бухтояров. - Воронеж, 2003. - 165 с.

22 Инженерия поверхности деталей [Текст] : монография под. общ. ред. А. Г. Суслова. - Машиностроение, 2008. - 320 с.

23 Суслов, А. Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей [Текст] : учеб. пособие / А. Г. Суслов. - М. : Машиностроение, 1987.-208 с.

24 Станчев, Д. И. Теоретические основы ремонта автомобилей [Текст] : учеб. пособие / Д. И. Станчев, В. И. Ключников ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО ВГЛТА. - Воронеж, 2008. - 231 с.

25 Григорьев, В. Н. Расчет количества запасных частей для ремонта автомобилей [Текст] / В. Н. Григорьев // Автотранспорт: эксплуатация, обслуживание ремонт. Диагностика и ремонт. - 2010. - № 6. - С. 45-48.

26 Гребенников, С. А. Режимы работы и изменение технического состояния ДВС в экстремальных условиях эксплуатации [Текст] / С. А. Гребенников, В. В. Фокин, А. С. Гребенников // Известия ВолгГТУ. - 2011. - №8 (81). - С. 28-32.

27 Агеев, Е. В. Восстановление коленчатого вала двигателя КАМАЗ-740 твердосплавной наплавкой [Текст] / Е. В. Агеев, Б. А. Саменихин // Новые материалы и технологии в машиностроении. Сборник научных трудов. Выпуск 7. -Брянск, 2007. - С. 3-6.

28 Горшенина, Е. Ю. Технологическое обеспечение качества восстановленных коленчатых валов дизельных двигателей с учетом их напряженно-деформированного состояния [Текст] : дис. ... канд. техн. наук : 02.05.08 ; 05.22.10 : защищена 25.04.2011 / Е. Ю. Горшенина. - Саратов, 2011. - 214 с.

29 Деев В. А. Остаточные деформации при наплавке коленчатых валов [Текст] / В. А. Деев // Автоматическая сварка. - 1972. - № 3. - С. 30-32.

30 Зуев, А. А. Совершенствование технологии восстановления чугунных коленчатых вала электроконтактной приваркой стальной ленты через промежуточный слой [Текст] : автореф. ... канд. техн. Наук : 05.20.03 / А. И. Фомин. - Саранск, 2012. - 16 с.

31 Какуевицкий, В. А. Совершенствование восстановления деталей автомобильных двигателей [Текст] / В. А. Какуевицкий // Обзорная информация. - Гос-комсельхозтехника СССР, ЦНИИТЭИ. - М. 1982. - 64 с.

32 Лялякин, В. П. Восстановление коленчатых валов автотракторных двигателей электродуговой металлизацией [Текст] / В. П. Лялякин, Н. Н. Литовченко // Научные проблемы и перспективы развития, ремонта, обслуживания машин и восстановление деталей : материалы междунар. науч.-техн. конф. / ГНУ ГОСНИТИ [и др.]. - М., 2003. - С. 76-80.

33 Петряков, В. К. Повышение долговечности стальных тракторных коленчатых валов в процессе их ремонта [Текст] : В. К. Петряков, М. В. Скорбов, С. Н. Левушкин // Вестник саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. -2004.-№ 3-С. 54-56.

34 Сергеев, В. В. Восстановление коленчатых валов дизельных двигателей сверхзвуковой электродуговой металлизацией [Текст] / В. В. Сергеев, А. А. Кор-ноухов // Машинно-технологическая станция - МТС. - 2009. - № 1.

35 Филатов, Г. Е. Восстановление коленчатых валов автотракторных дизельных двигателей наплавкой с регулируемым термическим воздействием [Текст] : автореф. ... канд. техн. Наук : 05.22.10 / Г. Е. Филатов. - Оренбург, 1996. - 21 с.

36 Фомин, А. И. Совершенствование технологии восстановления чугунных коленчатых валов электроконтактной приваркой стальной ленты через промежуточный слой [Текст] : автореф. ... канд. техн. наук : 05.20.03 / А. И. Фомин. - Саранск, 2012. - 16 с.

37 Черноиванов, В. И. Восстановление коленчатых валов [Текст] / В. И. Чер-ноиванов, В. П. Лялякин // Техника в сельском хозяйстве. - 1986. - № 1. - С. 57-59.

38 Черноиванов, В. И. Ресурсосберегающие восстановительно-упрочняющие технологии - основа вторичного производства деталей машин [Текст] / В.

И. Черноиванов, В. П. Лялякин, H. Н. Литовченко // Вестник ОРЕЛГАУ. Ремонт и организация технического сервиса. - 2009. - № 1. - С. 2-5.

39 Нечаев, Г. И. Улучшение эксплуатационных характеристик подвижного состава за счет улучшения технологии ремонта его узлов [Текст] / Г. И. Нечаев, О. М. Балицкая//Bíchhk СНУ ím. В. Даля. - 2011.-№ 4 (158). - С. 126-131.

40 Вигерина, Т. В. Влияние наплавки на длину коленчатого вала при восстановлении [Текст] / Т. В. Вигерина // Металлургия. Металлообработка. Машиностроение. - 2011. - № 6. - С. 14-18.

41 Молодык, Н. В. Восстановление деталей машин. Справочник [Текст] / Н. В. Молодык, А. С. Зенкин. - М. : Машиностроение, 1989. - 480 с.

42 Звонок, В. К. Технология железнения шеек коленчатых валов автомобильных двигателей // Молодежь и наука : Сборник материалов VIII Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной 155-летию со дня рождения К. Э Циолковского [Электронный ресурс]. - Красноярск : Сибирсикий федеральный ун-т, 2012. - Режим доступа : http: // conf. sfukras. ru/sites/ mn2012/s ection2 6 .html/.

43 Борисов, Ю. С. Плазменные порошковые покрытия [Текст] / Ю. С. Борисов, А. Л. Борисова. - Киев : Техника, 1986. - 223 с.

44 Кудинов, В. В. Нанесение покрытий плазмой [Текст] / В. В. Кудинов, П. Ю. Пекшев, В. Е. Белащенко и др. - М. : Наука, 1990. - 480 с.

45 Пузряков, А. Ф. Теоретические основы технологии плазменного напыления: Учеб. пособие по курсу «Технология конструкций из металлокомпозитов» [Текст] / А. Ф. Пузряков. 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. - 360 с.

46 Сидоров, А. И. Восстановление деталей машин напылением и наплавкой [Текст] / А. И. Сидоров. - М. : Машиностроение, 1987. - 192 с.

47 Соснин, Н. А. Плазменные технологии. Руководство для инженеров [Текст] / Н. А. Соснин, С. А. Ермаков, П. А. Тополянский. - СПб : Изд-во Политехи. Ун-та, 2008. - 406 с.

48 Тушинский, Л. И. Методы исследований материалов: Структура, свой-

ства и процессы нанесения неорганических покрытий [Текст] / Л. И. Тушинский, А. В. Плохов, А. О. Токарев, В. И. Синдеев. - М.: Мир, 2004. - 384 с.

49 Хасуй, А. Техника напыления. Пер. с японского [Текст] / А. Хасуй. - М. : Машиностроение, 1975. - 228 с.

50 Баранкевич, М. М. Опыт восстановления коленчатых валов двигателей ЗМЗ с применением плазменной металлизации на Полоцком АРЗ [Текст] / М. М. Баранкевич // Современное оборудование и технологические процессы для восстановления и упрочнения деталей машин : Тез. докл. конф. "Ремдеталь-88". - М., 1988. -4.2.-С. 49-50.

51 Гоц, А. Н. Повышение износостойкости коленчатого вала методом нанесения плазменных упрочняющих покрытий [Текст] / А. Н. Гоц, А. Н. Красулин, Н. К. Мочалин, Ю. А. Овчинников // Двигателестроение. - 1987. - № 7. - С. 43-44.

52 Гоц, А. Н. Повышение износостойкости шеек коленчатого вала [Текст] /

A. Н. Гоц // Электронный журнал "Современные проблемы науки и образования" [Электронный ресурс]. - 2011. - № 6. - Режим доступа : \у\¥\у/Бс1епсе-education.ru/pdf/2011/6/146/р<1£

53 Гришин, Н. Г. Совершенствование технологии восстановления деталей плазменным напылением путем подготовки поверхности электроискровым легированием (на примере коленчатого вала двигателя ЗИЛ-130) [Текст] : дис. ... канд. техн. наук : 05.20.03 : защищена 28.01.01 / Н. Г. Гришин. - Рязань, 2001. - 167 с.

54 Ильиных, С. А. Восстановление коленчатых валов двигателей КАМАЗ методом плазменного напыления [Текст] / С. А. Ильиных, В. А. Крашанинин, Е.

B. Исаков, И. А. Попова // Технология ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций. Материалы 6-й международной практической конференции-выставки. - Санкт-Петербург, 2004. -1104-42.

55 Кадырметов, А. М. Управление технологическим обеспечением процессов плазменного нанесения покрытий в режиме модуляции электрических параметров [Текст] : монография / А. М. Кадырметов. - Воронеж, 2013. - 260 с.

56 Клименов, В. А. Разработка и освоение технологии плазменного напыле-

ния коленчатых валов двигателей ЗМЗ [Текст] / В. А. Клименов, В. В. Марущен-ко, В. И. Назаренко и др. // Научно-технические разработки по вопросам механизации и электрификации. - М. : АгроНИИТЭИИТО, 1987. - Вып. 2. - С. 23-24.

57 Курушин, В. Б. Восстановление коленчатых валов автомобильных двигателей методом плазменного напыления [Текст] / В. Б. Курушин, И. В. Николенко,

A. Б. Кошевецкий // Совершенствование и повышение эффективности использования средств механизации сельскохозяйственного производства на юге Украины : Сб. науч. тр. - Одесса : Одесский СХИ, 1995. - С. 62-64.

58 Лиджи-Горяев, Р. А. Повышение работоспособности коленчатых валов судовых двигателей внутреннего сгорания [Текст] / Р. А. Лиджи-Горяев, А. В. Ко-раблин // Технология ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций. Материалы 7-й международной практической конференции-выставки. - Санкт-Петербург, 2005. - 1105-31.

59 Миллер, Т. Н. Технология восстановления чугунных коленчатых валов плазменным напылением и физико-механические свойства материалов покрытий [Текст] / Т. Н. Миллер, А. А. Ковалевский, А. Г. Пиладзис и др. // Газотермическое напыление покрытий. - 1986. - Т.З.- С. 34-36.

60 Петров, С. В. Восстановление металлизацией тяжелонагруженных дизельных коленвалов [Текст] / С. В. Петров, А. Г. Саков, А. М. Бояджян // Автомат, сварка. - 1999. - № 8. - С. 43-46.

61 Пат. 2447951 РФ, МПК В05В13/04. Устройство для нанесения покрытий на шатунные и коренные шейки коленчатых валов [Текст] / В. И. Посметьев, А. М. Кадырметов, В. Н. Бухтояров, Е. В. Снятков, А. Ф. Мальцев, Д. И. Станчев ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО "ВГЛТА". - № 2010145214/05 ; заявл. 03.11.2010; опубл. 20.04.2012.

62 Патент на полезную модель 129021 РФ, МПК В05В13/04. Устройство для нанесения покрытий на шатунные и коренные шейки коленчатых валов [Текст] /

B, И. Посметьев, А. М. Кадырметов, В. О. Никонов, А. С. Пустовалов ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО ВГЛТА. - № 2012156454/05 ; заявл. 26.12.2012 ; опубл. 20.06.2013 ; Бюл. № 17.

63 Соловьев, Б. М. Восстановление шеек чугунных коленчатых валов плазменным напылением [Текст] / Б. М. Соловьев // Современное оборудование и технологические процессы для восстановления и упрочнения деталей машин : Тез. докл. конф. "Ремдеталь-88". - М„ 1988. - 4.2. - С. 23-24.

64 Тополянский, П. А. Плазменное напыление коленчатых валов двигателей с использованием серийных сварочных источников тока [Текст] / П. А. Тополянский, Н. А. Соснин, С. А. Ермаков // Газотермическое напыление в промышленности и за рубежом : Сб. докл. науч. техн. конф. - Л., 1991. - С. 108.

65 Черноиванов, В. И. Восстановление деталей сельскохозяйственных машин [Текст] : учеб. пособие / В. И. Черноиванов, В. П. Андреев. - М. : Колос, 1983.-288 с.

66 Яковлев, К. А. Разработка процесса термомеханического упрочнения поверхностей с газотермическими покрытиями [Текст] : автореф. ... канд. техн. наук : 05.03.01 / К. А. Яковлев. - Воронеж, 1998. - 15 с.

67 Малик, М. П. Применение плазменного напыления для восстановления деталей самолетов и двигателей [Текст] / М. П. Малик, Л. К. Дружинин, В. В. Ку-динов // Получение покрытий выоскотемпературным распылением. - М. : Атом-издат, 1973.-С. 81-91.

68 Кадырметов, А. М. Перспективы упрочнения покрытий методом плазменного напыления с одновременной электромеханической обработкой [Текст] /

A. М. Кадырметов, В. О. Никонов, В. Н. Бухтояров, Е. В. Снятков, А. Ф. Мальцев // Технологии упрочнения, нанесения покрытий и ремонта : теория и практика: В 2 частях : материалы 14-й международной научно-практической конференции. Часть 1 - СПб : Изд-во политехи, ун-та, 2012. - С. 75-79.

69 Кадырметов, А. М. Особенности процесса плазменного напыления с электромеханической обработкой покрытий / А. М. Кадырметов, М. В. Драпалюк,

B. О. Никонов, А. Ф. Мальцев // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар : КубГАУ, 2013 - № 05 (89).

70 Безбородов, В. П. Возможности метода ультразвукового нагружения при

нанесении газотермических покрытий [Текст] / В. П. Безбородов, В. А. Клименов, В. Е. Панин, В. JI. Теплоухов // Ультразвуковые колебания и их влияние на механические характеристики конструкционных материалов : Сб. науч. тр. - Киев, 1986.-С. 46-49.

71 Прецизионная поверхностная обкатка полученных плазменным напылением металлических покрытий / Frackowiak Karl Heinz, Oswald Agnes // Schweiss. und Schneid. - 1992. -№ 6. - C. 331-333. - нем.

72 Смирнов, В. Ю. Влияние способа оплавления на характер взаимодействия материала покрытия из ВСГН с титановой подложкой [Текст] / Ю. В. Смирнов, В. В. Губченко // Теория и практика газотермического нанесения покрытий : Тез. докл. VIII всесоюзного совещания. - Рига, 1980. - Т. 1. - С. 146-148.

73 Патент на изобретение 1465226 СССР, МПК В23Р6/00, С23С28/00. Способ получения многослойных покрытий на восстанавливаемых деталях [Текст] / JI. И. Погодаев, Ю. В. Фролов, В. Б. Хмелевская, Ю. В. Баев, В. М. Легкий, Л. И. Привалова, В. Н. Сырцов ; заявитель и патентообладатель Ленинградский институт водного транспорта. - 4199904 / 27-27 ; заявл. 25.02.1987 ; опубл. 15.03.1989.

74 Шелягин, В. Д. Лазерная модификация плазменно нанесенных покрытий [Текст] / В. Д. Шелягин, В. Ю. Хаскин, А. П. Грищенко, А. В. Сиора, А. В. Бер-нацкий // Вестник двигателестроения. Технология производства и ремонта. -2009,-№2. -С. 69-72.

75 Митрофанов, А. А. Обработка газотермических покрытий с использованием лазерного излучения [Текст] / А. А. Митрофанов, Е. А. Чащин, С. А. Балашова // Вестник ИГЭУ. - 2011. - Вып. 1 - С. 1-4.

76 Овчаренко, В. Е. Эволюция структуры плазменного металлокерамиче-ского покрытия при импульсной электронно-лучевой обработке [Текст] : Физика и химия обработки материалов, 2010, № 1, С 71-77.

77 Радченко, М. В. Процессы создания многофункциональных защитных покрытий [Текст] / М. В. Радченко, Т. Б. Радченко, Ю. О. Шевцов, В. Г. Радченко // Ползуновский Альманах. - 2004. - № 3. - С. 22-26.

78 Дихтярь, В. П. Некоторые пути улучшения характеристик плазменно

напыленного нихрома [Текст] / В. П. Дихтярь, А. И. Муравтев, В. С. Лоскутов, А. Я. Ханин, Б. Н. Горшков, Ю. П. Кудрявцев // Теория и практика газотермического нанесения покрытий : Тез. докл. VIII всесоюзного совещания. - Рига, 1980 - Т. 2. - С. 27-30.

79 Патент на изобретение 429117, МПК С22С7/00, С22С29/00, B22F3/24. Способ изготовления изделия с износостойким покрытием [Текст] / М. М. Шу-стерняк, А. С. Ганцевич ; заявитель и патентообладатель - 1838055/22-1; заявл. 17.10.1972 ; опубл. 25.07.1974.

80 Одинцов, Л. Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным и пластическим деформированием [Текст] / справочник / Л. Г. Одинцов. - М. : Машиностроение, 1987. - 328 с.

81 Браславский, В. М. Технология обкатки крупных деталей роликами [Текст] / В. М. Браславский. - М. : Машиностроение, 1975. - 160 с.

82 Малыгин, Б. В. Магнитно-импульсное упрочнение деталей машин и инструмента [Текст] / Б. В. Малыгин, И. А. Семерникова // Станки и инструмент. -1989.-№4. -С. 18-19.

83 Скворцов, В. В. Электроимпульсная обработка плазменно напыленных покрытий [Текст] / В. В. Скворцов, Б. Н. Журкин, В. И. Высоцкая // Электрофиз. методы и технол. воздействия на структуру и свойства мет. матер.: Всес. шк. -семин., сент., 1990. - Л., 1990. - С. 135-136.

84 Патент на изобретение 2199604, МПК С23С4/12, С23С4/18, B22F3/18, В05В7/22. Способ восстановления изделия и устройство для его осуществления [Текст] / А. В. Полетаев, И. В. Анисимов ; заявитель и патентообладатель Полетаев А. В., Анисимов И. В. - 2001109411/02 ; заявл. 06.04.2001 ; опубл. 27.02.2003.

85 Патент на изобретение 2338005, МПК С23С4/18, В23Н9/00. Способ комбинированного упрочнений поверхностей деталей [Текст] / В. П. Багмутов, В. И. Калита, С. Н. Паршев, И. Н. Захаров ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Волгоградский государственный технический университет - 2006145603/02 ; заявл. 20.12.2006 ; опубл. 27.06.2008.

86 Бледнова, Ж. М. Формирование наноструктурированных поверхностных

слоев плазменным напылением механоактивированных порошков из сплавов с ЭПФ [Текст] / Ж. М. Бледнова, П. О. Русинов // WWW.NANORF.RU. - 2010. -Том 5 - № 3-4 - С. 77-83.

87 Бледнова, Ж. М. Функционально-механическое поведение материалов, поверхностно-модифицированных сплавами с эффектом памяти формы, с позиции механики технологического наследования [Текст] / Ж. М. Бледнова, Ж. М. Степаненко // Теория и практика технологии производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов: Сб. науч. тр. 4-й Московск. Международ, конф. - Москва: МГУ, 2005. - С. 258-263.

88 Патент на изобретение 2079660, МПК Р16СЗЗ/04. Способ получения антифрикционного покрытия на тонкостенных стальных вкладышах опор скольжения. [Текст] / Е. И. Кормышов, Г. А. Абрамов, Ю. Ф. Сычков, В. И. Володин, В. Б. Хмелевская, Л. И. Погодаев, Н. И. Захаров, А. И. Текучев ; заявитель и патентообладатель Судоремонтно-судостроительный завод им. Ленина в г. Астрахани. -93050163/28 ;заявл. 04.11.1993 ; опубл. 10.04.1997.

89 Патент на изобретение 2186269, МПК Р16СЗЗ/04, Р16СЗЗ/06, Р16СЗЗ/14. Способ получения антифрикционного покрытия на тонкостенных стальных вкладышах опор скольжения [Текст] / Л. Б. Леонтьев, В. И. Седых, В. Б. Хмелевская, А. Д. Юзов ; заявитель и патентообладатель Дальневосточная государственная морская академия им. адмирала Г. И. Невельского. - 2000104792/28 ; заявл. 25.02.2000 ; опубл. 27.12.2001.

90 Фомин, А. А. Плазменно-индукционное нанесение покрытий с улучшенными параметрами биосовместимости при изготовлении дентальных имплантантов [Текст]: автореф.... канд. техн. наук: 05.09.10 / А. А. Фомин. - Саратов, 2008. - 17 с.

91 Патент на изобретение 2430192, МПК С23С4/02, С23С4/04, С23С4/18. Способ нанесения покрытий [Текст] / А. А. Фомин, А. Б. Штейнгауэр ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Саратовский государственный технический университет. - 2009145195/02 ; заявл. 08.12.2009 ; опубл. 27.09.2011.

92 Патент на изобретение 2449048, МПК С23С4/12. Способ лазерно-плазменного напыления покрытий [Текст] / Е. А. Чащин, А. В. Федин, А. А. Мит-

рофано, С. А. Балашова, И. В. Шилов, И. А. Курганов ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Ковровская государственная технологическая академия имени В. А. Дегтярева. - 2010120868/02 ; заявл. 24.05.2010 ; опубл. 27.11.2011.

93 Хаскин, В. Ю. Комбинированное лазерно-микроплазменное нанесение керамических покрытия на сталь [Текст] / В. Ю. Хаскин // ДошшсИ нацюнально1 академп наук Украши, - 2007. - № 8. - С. 99-102.

94 Патент на изобретение 2269687, МПК П6СЗЗ/14. Способ нанесения антифрикционного покрытия на стальные тонкостенные вкладыши подшипников скольжения [Текст] / Е. Д. Бланк, В. А. Герасимов, Р. В. До дон, В. Н. Слепнев, В. Н. Тимофеев, В. Б. Хмелевская ; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов ПРОМЕТЕЙ. - 2004118213/11 ; заявл. 15.06.2004 ; опубл. 10.02.2004.

95 Пузряков, А. Ф. Модель процесса напыления с одновременным оплавлением плазменных самофлюсующихся покрытий выносной дугой [Текст] / А. Ф. Пузряков, В. А. Вахалин, И. Н. Соловьев, А. А. Пузряков, С. А. Семенова // Сварочное производство. - 1998. - № 3. - С. 14-15.

96 Патент на изобретение 2155822, МПК С23С4/12. Способ плазменного нанесения покрытий [Текст] / А. М. Гонопольский, А. Ф. Пузряков ; заявитель и патентообладатель ОАО КОМПАТ - 99118096/02 ; заявл. 25.08.1999 ; опубл. 10.09.2000.

97 Патент на изобретение 2211256, МПК С23С4/12. Способ нанесения покрытия [Текст] / Д. И. Станчев, А. М. Кадырметов, А. В. Винокуров, В. Н. Бухто-яров ; заявитель и патентообладатель Воронежская государственная лесотехническая академия - 2001115118/02 ; заявл. 04.06.2001 ; опубл. 27.08.2003.

98 Аскинази, Б. М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой [Текст] : учеб. пособие / Б. М. Аскинази. - М. : Машиностроение, 1989. - 200 с.

99 Багмутов, В. П. Электромеханическая обработка: технологические и физические основы, свойства и реализация [Текст] : монография / В. П. Багмутов, С.

Н. Паршев, Н. Г. Дудкина, И. Н. Захаров. - Новосибирск, 2003. —318 с.

100 Багмутов, В. П. Электромеханическое упрочнение плазменных покрытий с формированием аморфных и наноструктур в поверхностном слое [Текст] / В. П. Багмутов, В. И. Калита, И. Н. Захаров, Д. И.Комлев // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2007. - Том 4 - № 1. - С. 18-23.

101 Багмутов, В. П. Структура и механические свойства плазменных покрытий после электромеханической обработки [Текст] / В. П. Багмутов, В. И. Калита, И. Н. Захаров, С. Н. Паршев // Физика и химия обработки материалов. - 2007. - № З.-С. 22-28.

102 Дудкина, Н. Г. Исследование структуры поверхностного слоя при электромеханическом упрочнении углеродистых сталей [Текст] / Н. Г. Дудкина, В. Н. Арисова, Н. Н. Захаров // Металлы. - 2003. - № 1. - С. 78-83.

103 Захаров, И. Н. Системная постановка и решение задач механики формирования структуры и свойств металлических тел при интенсивных технологических воздействиях [Текст] : автореф. ... канд. техн. Наук : 01.02.04 / ВГТУ. - Волгоград, 2012. - 40 с.

104 Иванников, А. Ю. Расчетно-экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния полупространства с покрытием в ходе тем-пературно-силового нагружения [Текст] : дис. ... канд. техн. наук : 01.02.04 : защищена 26.11.2009 / А. Ю. Иванников. - Волгоград, 2009. - 148 с. - Библиогр. : с. 135-146.

105 Калита, В. И. Плазменные покрытия с нонокристаллической и аморфной структурой [Текст] / В. И. Калита, Д. И. Комлев. - М.: Лидер М, 2008. - 386 с.

106 Калита, В. И. Упрочнение плазменных покрытий электромеханической обработкой [Текст] / В. И. Калита, В. П. Багмутов, И. Н. Захаров, Д. И. Комлев, А. Ю. Иванников // Физика и химия обработки материалов. - 2008. - № 1. - С. 38-42.

107 Комлев, Д. И. Формирование покрытий с нанокристаллической и аморфной структурой плазменным напылением [Текст] : дис. ... канд. техн. наук : 05.16.06 : защищена 03.03.2009 / Д. И. Комлев. - Москва, - 2009. - 207 с.

108 А. с. 2338005, МПК С23С4/18, В23Н9/00. Способ комбинированного

упрочнения поверхностей деталей [Текст] / В. П. Багмутов, В. И. Калита, С. Н. Паршев, И. Н. Захаров. -№ 2006145603/02 ; заявл. 20.12.2006 ; опубл. 27.06.2008.

109 Пат. 2480533 РФ, МПК С23С4/18, В24В39/06, В23Н9/00. Способ комбинированного упрочнения поверхностей деталей [Текст] / А. М. Кадырметов, Г. А. Сухочев, В. И. Посметьев, В. О. Никонов, В. В. Посметьев, А. Ф. Мальцев ; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Доступная робототехника" - № 2011140996/02 ; заявл. 11.10.2011 ; опубл. 27.04.2013, Бюл. №12. -8 с.

110 Советов, Б. Я. Моделирование систем [Текст] : Учеб. для вузов - 3-е изд., перераб. и доп. / Б. Я. Советов, С. А. Яковлев. - М.: Высш. шк., 2001. - 343 с.

111 Хеерман, Д. В. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике [Текст] : Пер. с англ. / Под ред. С. А. Ахманова. - М.: Наука, 1990. - 176 с.

112 Лагарьков, А .Н. Метод молекулярной динамики в статистической физике [Текс] / А. Н. Лагарьков, В. М. Сергеев // УФН. - 1978. - Т. 125. - № 7. - С. 409-448.

113 Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа для моделирования плазменного нанесения покрытия [Текст] / В. О. Никонов, А. М. Кадырметов, В. И. Посметьев, В. В. Посметьев ; правообладатель ФГБОУ ВПО ВГЛТА. - № 2013612100 ; заявл. 21.12.2012 ; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 14.02.2013.

114 Гулд, X. Компьютерное моделирование в физике [Текст]. В 2 ч. 4.2. / X. Гулд, Я. Тобочник. - М. : Мир, 1990. - 400 с.

115 Полянин, А. Д. Линейные задачи тепло- и массопереноса: Общие формулы и результаты [Текст] / А. Д. Полянин // Теоретические основы химической технологии. - 2000. Т. 34. - № 6 - С. 563-574.

116 Гринчик, Н. Н. К проблеме неизотермического массопереноса в пористых средах / Н. Н. Гринчик, П. В. Акулич, П. С. Куц, Н. В. Павлюкевич, В. И. Терехов // Инженерно-физический журнал. 2003. - Т. 76. - № 6. - С. 129-142.

117 Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа для моделирования плазменного нанесения покрытия [Текст] / В. О.

Никонов, А. М. Кадырметов, В. И. Посметьев, В. В. Посметьев ; правообладатель ФГБОУ ВПО ВГЛТА. - № 2013612100 ; заявл. 21.12.2012 ; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 14.02.2013.

118 Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа для исследования эффективности способа комбинированного упрочнения плазменных покрытий [Текст] / А. М. Кадырметов, В. О. Никонов, В. И. Посметьев, В. В. Посметьев ; правообладатель ФГБОУ ВПО ВГЛТА. - № 2013615055 ; заявл. 17.04.2013 ; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 27.05.2013.

119 Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Программа для моделирования тепловых процессов в деталях машин при комбинированном способе нанесения покрытий [Текст] / А. М. Кадырметов, В. О. Никонов, В. И. Посметьев, В. В. Посметьев ; правообладатель ФГБОУ ВПО ВГЛТА. - № 2013615740 ; заявл. 24.04.2013 ; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.06.2013.

120 Финни, Д. Введение в теорию планирования экспериментов: Пер. с англ. М.: ГРФМЛ изд-ва Наука, 1970. - 287 с.

121 Горский, В. Г. Планирование промышленных экспериментов (модели динамики) [Текст] : учеб. пособие / В. Г. Горский, Ю. П. Адлер, А. М. Талалай -М. : Металлургия, 1978. - 288 с.

122 Кузьмичев, Д. А. Автоматизация экспериментальных исследований [Текст] : учеб. пособие / Д. А. Кузьмичев, И. А. Радкевич - М. : Наука. Главн. ред. физико-мат. литер., 1983. - 392 с.

123 Грановский, В. А. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях [Текст] : учеб. пособие / В. А. Грановский, Т. Н. Сирая - Л. : Энерго-атомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. - 288 с.

124 Мельников, С. В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов [Текст] : учеб. пособие / С. В. Мельников, В. Р. Алешкин, П. М. Рощин - Л. : Колос, 1980. - 168 с.

125 Дегтярев, Ю. И. Методы оптимизации [Текст] : Учеб. пособие для ву-

зов. - M. : Сов. радио, 1980. - 272 с.

126 Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных решений [Текст] : учеб. пособие / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский -М. : Наука, 1976.-279 с.

127 Никелевые и железные самофлюсующиеся сплавы для покрытий [Электронный ресурс]. - Режим доступа : www.polema.net/nikelevye-samoflusujushhiesja-splavy-dlja-pokrytij. html.

128 Тененбаум, M. M. Сопротивление абразивному изнашиванию [Текст] / M. М. Тененбаум. - М. : Машиностроение, 1976. - 158 с.

129 Калоша, В. К. Математическая обработка результатов эксперимента [Текст] / В. К. Калоша, С. И. Лобко, Т. С. Чикова. - Мн. : Высшая школа, 1982. -103 с.

130 Тушинский, Л. И. Теория и технология упрочнения металлических сплавов [Текст] / Л. И. Тушинский - Новосибирск : Наука, 1990. - 306 с.

131 Беккерт, M Способы металлографического травления [Текст] : Справочник / М. Беккерт, X. Клемм. - 2-е изд., перераб. и доп. М. : Металлургия, 1988. -400 с.

132 Машина МУИ-6000. Инструкция по эксплуатации. - Ивановский завод испытательных приборов, 1972. - 30 с.

133 Методические указания к лабораторной работе "Исследование сопротивления усталости металлов и сплавов" для студентов специальностей 150500 и 170400 / Д. И. Станчев, В. И. Посметьев, А. М. Кадырметов, В. В. Ливенцев. - Воронеж, 1996. - 32 с.

134 Патент на полезную модель 129021 РФ, МПК В05В13/04. Устройство для нанесения покрытий на шатунные и коренные шейки коленчатых валов [Текст] / В. И. Посметьев, А. М. Кадырметов, В. О. Никонов, А. С. Пустовалов ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО ВГЛТА. - № 2012156454/05 ; заявл. 26.12.2012 ; опубл. 20.06.2013 ; Бюл. № 17.

135 Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и ра-

ционализаторских предложений. М. : Экономика, 1977. -45 с.

136 Единые нормы амортизационных отчислений на полное восстановление основных фондов народного хозяйства СССР, от 22 октября 1990 г. № 1072.

137 Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта / Министерство автомобильного транспорта РСФСР. М. : Транспорт, 1986. - 72 с.

138 Patent 2567685 (US) / Method of reconditioning crankshafts and the like / C. J. Allen, 1951.-6 p.

139 Patent 3978310 (US) / Machine for repair of crankshafts by welding / W. R. Gleason, 1975.-8 p.

140 Patent 5408906 (US) / System for simultaneously setting stroke on a crankshaft lathe / W. R. Gleason, 1994. - 10 p.

141 Patent 5622092 (US) / System for simultaneously setting stroke on a crankshaft lathe / W. R. Gleason, 1995. - 14 p.

142 Patent 3506501 (US) / Die-quenched crankshaft / R. H. Hays, 1966. - 7 p.

143 Patent 4080852 (US) / Method and apparatus for machining crankshafts / A. J. Heffron, 1977.- 11 p.

144 Patent 3419949 (US) / Method of reconditioning crankshafts, camshafts, and the like / R. L. Huebner, 1966. - 3 p.

145 Patent 2473290 (US) / Apparatus for plating journals of crankshafts / G. E. Millard, 1944.-4 p.

146 Patent 4609312 (US) / Apparatus for in-situ crankshaft reconditioning / A. Sverdlin, 1984.- 11 p.

147 Patent 6453528 (US) / Device and method for the machining of crankshaft pins / D. Stobbe, 2002. - 9 p.

148 Patent 2706173 (US) / Apparatus for electro-plating crankshaft journals / H. R. Wells, 1950.-8 p.

149 Eaton, H. E. Coating bond strength of Plasma-sprayed stainless steel [Text] / H. E. Eaton, R. C. Novak // Surface and coatings technology. - 1986. - 27. - P. 197-202.

150 Gill, B. J. Plasma spray coating processes [Text] / B. J. Gill, R. C. Tucker //

Mater. Science and Tech. - 1986,- Vol. 2. March. - P. 207-213.

151 Gupta, D. K. Metallurgical characterization of plasma sprayed MCrAlY coatings [Text] / D. K. Gupta // Thin Solid Films. - 1979. - № 2. - P. 335.

152 Heiman, R. B. Plasma Spray Coating. Principles and Applications [Text] : Weinheim, N. Y., Basel, Cambridge, Tokyo / R. B. Heiman. - VCH, 1996. - 339 p.

153 Houben, J. M. Relation of the adhesion of plasma sprayed coatings to the process parameters size, velocity and heat content of the spray particles : Diss. Eindhoven, 1988. -227 p.

154 Luqscheider, E. Plasma spraying an innovative coating technique : Process variant and application [Text] / E. Luqscheider, T. Weter // IEEE Trans. Plasma Sei. -1990,- 18 №6.-P. 968-973.

155 Matejka, D. Plasma spray of metallic and ceramic materials [Text] / D. Matejka, B. Benko. - Transt. : J. Kuracina. - Chichester (W. Sk.) est. : Wiley, 1989. -280 p.

156 Scott, K. T. Plasma Sprayed Coatings, in Surfaces and Surface Treatments [Text] / K. T. Scott, R. Morell, M. G. Nicholas (Eds) // Brit. Proc., 1984. - № 34, Aug. -P. 195.

157 Singh, H. Studies of plasma spray coatings on a Fe-base super alloy, their structure and high temperature - oxidation behavior [Text] / H. Singh, D. Puri, S. Pra-kash // Anti-Gorrosion Methods and Materials, 2005. - Vol. 52. - № 2 - P. 84-95.

158 Suryanarayanan, R. Plasma spraying : Theory and Applications [Text] / R. Suryanarayanan. - Singapore, 1994. - 303 p.

159 Patent 4570568 (US) / Shroud for thermally sprayed work piece / J. E. Fair, 1986.-4 p.

160 Gao, Wei-guo Thermal spraying technology and its application in restoration of nodular cast iron crankshaft [Text] / Gao Wei-guo, Liu Jin-wu, YI Ji-mind, Zhang Xu (Dept. of Mech. And Elect. Eng. Hunan Institute of Engineering, Xiangtan 411101, China) // Journal of Hunan Institute of Engineering, 2004. - № 4. - P. 93-102.

161 Malinov, S. Study the influence of the Technological Parameters on Ni-based plasma sprayed coatings on crankshafts [Text] / S. Malinov // Machine building tech-

ñiques and technologies, Vol. 1, 2003. - P. 73-76.

162 Petsas, N. Crankshaft restoration using plasma spray technology [Text] / N. Petsas, S. Economou, G. Papapanos, A. Moutsatsou, M. Vardavoulias // 4-th Greek chemical engineering conference, 29-31. May 2003, Patras, Greece. - P. 71-73.

163 Liu, G. R. Smoothed Particle Hudrodynamics. A meshfree particle method [Text] / G. R. Liu, M. B. Liu. - National University of Singapore, 2003. - 473 c.

164 Hafner, J. Atomic-Scale Computation Materials Science // Acta Mater. -2000.-Vol. 48.-P. 71-92.

165 Premoze, S. Particle Based Simulation of Fluids [Text] / S. Premoze, T. Tasdizen, J. Bigler et al. // Eurographics. - 2003. - Vol. 22. - № 3. - P. 103-113.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное)

Решение задачи оптимизации параметров процесса плазменного нанесения покрытия с электромеханической обработкой с помощью программы МаШСас! 14

1т 14

;го п

И) 2>*5

¡1X1 ! 1«!

Л

1 14

1 >1

< п

« «н

1 < !>/!

• 14 «

I »е.т'-'-. , Ч Г -1

-"8 -

и - 4 4»* 5

п-

Г-1

I

:>!<•! Ми 2 »50

21 'II

л 21 • 2*2 I

2ао

2'* I 2 е" J 21М '««ч

2«<ч ;<-«

2«! I

2«" 1

1

_ .«< 4 * 21ч >« И*, к3

(п ч . !м ■ .1 • '1 1 • ' I ч • г » • г»

1-11) | 1 !5

Ч ! - ! - , У - 203 — V . Л г, V, I

1П ' ¡к -4 1 1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (обязательное)

Методика и результаты экспериментальных исследований влияния технологических параметров процессов плазменного напыления и электромеханической обработки на

критерии процессов

Таблица Б. 1 - Матрица планирования по определению оптимальных зон факторов ПН для покрытия ПГСР-4

Содержание № Факторы Относительная

плана опыта ад, А) Х2 (£>пл, л/мин) Хз (т, г/мин) ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ Уатш

Опыты в 1 2 3 4 -(45) + (50) -(45) + (50) -(2) -(2) + (2,5) + (2,5) -(5) -(5) -(5) -(5) 0,68 0,60 0,62 0,57

ядре плана 5 6 7 8 -(45) + (50) -(45) + (50) -(2) -(2) + (2,5) + (2,5) + (7) + (7) + (7) + (7) 0,69 0,63 0,66 0,58

Опыты в звездных точках 9 10 11 12 13 14 -* (44) * (56) 0 (47,5) 0 (47,5) 0 (47,5) 0 (47,5) 0 (2,25) 0 (2,25) (1,95) * (2,55) 0 (2,25) 0 (2,25) 0(6) 0(6) 0(6) 0(6) -* (5,8) * (7,2) 0,70 0,56 0,73 0,69 0,72 0,74

Опыты в центре плана 15 16 17 0 (47,5) 0 (47,5) 0 (47,5) 0 (2,25) 0 (2,25) 0 (2,25) 0(6) 0(6) 0(6) 0,67 0,71 0,64

Таблица Б.2 - Ортогональный, центральный композиционный план для п = 3 (а ~ 1,215, /? = 0,73)

Место плана № опыта х1 Х/Хг Х]Х3 (X/) х,2-р (Х2) Х/-/3 (Хз9) Х32-Р Уотн7

1 + - — - + + + 0,27 0,27 0,27 0,68

2 + + — — — — + 0,27 0,27 0,27 0,60

3 + — + — — + — 0,27 0,27 0,27 0,62

Ддро 4 + + + - + — — 0,27 0,27 0,27 0,57

плана 5 + - — + + — — 0,27 0,27 0,27 0,69

6 + + — + - + — 0,27 0,27 0,27 0,63

7 + - + + - - + 0,27 0,27 0,27 0,6 6

8 + + + + + + + 0,27 0,27 0,27 0,59

9 + -1,215 0 0 0 0 0 0,746 -0,73 -0,73 0,70

10 + + 1,215 0 0 0 0 0 0,746 -0,73 -0,73 0,56

Звезд. 11 + 0 -1,215 0 0 0 0 -0,73 0,746 -0,73 0,73

точки 12 + 0 + 1,215 0 0 0 0 -0,73 0,746 -0,73 0,69

13 + 0 0 -1,215 0 0 0 -0,73 -0,73 0,746 0,72

14 + 0 0 + 1,215 0 0 0 -0,73 -0,73 0,746 0,74

Центр плана 15 + 0 0 0 0 0 0 -0,73 -0,73 -0,73 0,67

Реализация ортогонального, центрального композиционного плана (ОЦКП) при п- 3, получаем преобразованное уравнение регрессии в следующем виде [126]:

у = Ь0 + +Ь2х2 +Ьъх3 + Ь12ххх2 +Ьпххх2 + Ь2ъх2хъ +Ьпх* +Ь22х*2 +Ь33х*3. (Б.1) Определения коэффициенты регрессии, используя формулы (Б.2):

N

■V ¡V /V

Ь _• Ъ -• Ъ ■ и - 7=1

N

■А =

I-

/=1

^х'х

2 2 Л

7=1

7=1

(Б.2)

Полученные по формулам (Б.2) значения коэффициентов регрессии представлены в таблице Б.З

Таблица Б.З - Коэффициенты регрессии

Ь0 ь, ъ2 Ъг Ъп Ъп Ь2з Ъп ъ22 Ьзз

0,656 -0,0401 -0,0199 0,0104 0,00125 -0,00125 0,00125 -0,0673 -0,01313 -0,00040

Находим среднее арифметическое у3 по всем дублированиям данного опыта:

(Б.З)

_ 1 к

У] ~ 7" Ур • К ;=1

Для каждой серии дублированных опытов находим ¿> 2 дисперсию:

7 к

| к 1

-гХи-37,) •

1=1

(Б.4)

Вычисляем дисперсию воспроизводимости ^ :

1 у

гт2 _ 1 V"1 гт2.

(Б.5)

0,00675

= 0,00045.

Чу) 15

Вычисляем число степеней свободы этой дисперсии:

fy = N-{k-\)- (Б.6)

/;=15-(3-1) = 30.

Для проверки значимости коэффициентов регрессии вычисляем оценки дисперсии согласно формулам:

,2 S[y} Q* - Sb-) ■ S2 Ç2 SW

Находим среднее квадратическое отклонение коэффициента регрессии:

Полученные значения заносим в таблицу Б.4

Таблица Б.4 - Значения оценок дисперсии

sk) s2 4M s2 4M S2 4M s2 4M sk) V2 4^} S2 4M S{b»} S2

0,00001 0,000013 0,000013 0,000013 0,000018 0,000018 0,000018 0,00003 0,00003 0,00003

iSW SN S{*n] 4Ы 8Ы

0,00316 0,0037 0,0037 0,0037 0,0043 0,0043 0,0043 0,0058 0,0058 0,0058

Проводим проверку значимости коэффициентов регрессии согласно формуле:

\ь,\

(Б.9)

Вычисляем расчетное значение критерия Стьюдента 1Р и заносим в таблицу Б.5 Таблица Б.5 - Расчетные значения критериев Стьюдента

'ft 'р*

207,59 10,86 5,37 2,81 0,290 0,290 0,290 11,603 2,26 0,068

Определяем tT - табличное значение критерия Стьюдента для уровня значи-

мости q = 0,05 и числа степеней свободы fy = 30; tT =2,04.

Проверяем условие tp < tT и приходим к выводу, что незначимым являются коэффициенты регрессии b12, Ь]3, Ь23, Ь33 и в дальнейшем, значения факторов Х[Х2, Х]Х3, х2х3, х*3 не учитываем и не включаем в уравнение регрессии. Составляем преобразованное уравнение регрессии:

j> = 0,656-0,0401-х,-0,0199-л2+0,0104-х3 -0,0673-^-0,01313-4

Вычислим значения выходной величины, предсказанные данным уравнением. Для этого воспользуемся матрицей планирования ОЦКП и построчно, с учетом соответствующих знаков и значений преобразованных квадратичных членов получим (табл. Б.6). Вычислим сумму квадратов, характеризующую адекватность модели Sad (табл. Б.6).

Таблица Б.б - Значения выходных величин и сумм квадратов

№ опыта У А У {>-у) (у-у)1

1 0,68 0,6839 - 0,004 0,000015984

2 0,6 0,6039 -0,00361 0,000013064

3 0,62 0,6440 - 0,02407 0,000579

4 0,57 0,5636 0,006313 0,00003984

5 0,69 0,7048 -0,01487 0,000221

6 0,63 0,6244 0,005509 0,00003034

7 0,66 0,6649 - 0,00495 0,00002448

8 0,58 0,5845 - 0,00456 0,00002083

9 0,7 0,6642 0,035784 0,00128

10 0,56 0,5665 - 0,00655 0,00004289

И 0,73 0,7195 0,010414 0,000108

12 0,69 0,6710 0,018925 0,000358

13 0,72 0,7020 0,017961 0,000322

14 0,74 0,7274 0,012596 0,000158

15 0,67 0,7147 - 0,04472 0,00200

0,005216

Для перехода к уравнению регрессии в обычной форме находим величину Ь*0 - скорректированного коэффициента регрессии по формуле:

¿0 = 0,656-0,73(-0,0673-0,01313) = 0,714721. Тогда уравнение регрессии будет иметь обычный вид:

у = 0,7147 -0,0401- -0,0199 +0,0104 -х3 -0,0673 -X]2 -0,01313 -л^-

Вычисляем значение выходной величины, предсказанные данным уравнением в обычном виде. Для этого воспользуемся матрицей планирования ЦКП (табл. Б.7) и построчно, с учетом соответствующих знаков получим значения, которые вместе с рассчитанными суммами квадратов, характеризующих адекватность модели Sad заносим в таблицу Б.8.

Таблица Б.7 - Центральный композиционный план (ЦКП) для п = 3

Место № X, х2 х,х2 XjXj X? X/ xi Yomm

плана опыта

1 + - - — + + + + + + 0,68

2 + + - — - + + + + 0,60

3 + - + — — ■ — + + + 0,62

Ядро 4 + + + - + - - + + + 0,57

плана 5 + — + + — — + + + 0,69

6 + • — + — + — + + + 0,63

7 + — + + — — + + + + 0,66

8 + + + + + + + + + + 0,59

9 + -1,215 0 0 0 0 0 1,476 0 0 0,70

10 + + 1,215 0 0 0 0 0 1,476 0 0 0,56

Звезд. 11 + 0 -1,215 0 0 0 0 0 1,476 0 0,73

точки 12 + 0 + 1,215 0 0 0 0 0 1,476 0 0,69

13 + 0 0 -1,215 0 0 0 0 0 1,476 0,72

14 + 0 0 + 1,215 0 0 0 0 0 1,476 0,74

Центр 15 + 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,67

плана

Оценка дисперсии адекватности вычисляется по формуле с использованием результатов расчета (табл. Б.6 и Б.8).

Таблица Б.8 - Значения выходных величин и сумм квадратов

№ опыта У Л У (7-Я (7-Я2

1 0,68 0,68387 - 0,00387 0,000014979

2 0,6 0,60367 - 0,00367 0,000013468

3 0,62 0,64407 - 0,02407 0,000579365

4 0,57 0,56387 0,00613 0,000037576

5 0,69 0,70467 -0,01467 0,000215209

6 0,63 0,62447 0,00553 0,000030580

7 0,66 0,66487 - 0,00487 0,000023716

8 0,58 0,58467 - 0,00467 0,000021808

9 0,7 0,664072 0,035928 0,001290853

10 0,56 0,566629 - 0,00663 0,000043937

11 0,73 0,719496 0,010504 0,000110341

12 0,69 0,671139 0,018861 0,00035575

13 0,72 0,702064 0,017936 0,0003217

14 0,74 0,727336 0,012664 0,000160377

15 0,67 0,7147 - 0,0447 0,00199809

0,005217752

>2

1

(Б. 12)

V2 -

1

15-6

•0,005216 = 0,00057955;

й = О,10052177 = 0,00057974.

15-6

Число степеней свободы, связанных с дисперсией адекватности вычисляется с учетом формулы:

/ад=К-Р; (Б. 13)

/ад =15 — 6 = 9.

Проверку адекватности уравнений регрессии проведем по критерию Фишера. Определяем Рр - расчетное значение критерия Фишера:

р _ иад . р с 2 '

0,00057955

р 0,00045

Для уравнения регрессии в обычном виде

0,00057974

р 0,00045

Определяем 1<т - табличное значение критерия Фишера. Для этого из таблицы [126] выбираем столбец с номером равным/ад = 9 и строку с номером равным/у = 30. Число на пересечении столбца и строки дает значение = 2,21. Сравнивая Ь\ с величиной получаем 1,2878 (1,2883) <2,21, следовательно, ГР < 1'т и полученные уравнения регрессии адекватны результатам эксперимента.

В нашем случае наибольшее влияние на относительную износостойкость оказывает сила тока / и расход плазмообразуюшего газа. Расход порошка т оказывает наименьшее влияние.

Далее, пользуясь формулами перехода от нормализованных значений к натуральным преобразуем полученное уравнение регрессии в натуральных переменных:

Х0; _ "ШП 2 'ШаХ ' ~ ^/тач ~ Х0, ~ Х0, ~'Тпшп' Х> ~ д ' (Б-15)

(/-47,5). (д7-2,25) _(т-6) 2,5 ' 2~ 0,25 ' 3~ 1 '

Подставим данные значения в уравнение регрессии и получим:

(/-47,5) (О -2,25) (т-6)

Ктт =0,7147-0,0401---—-0,0199-^^-^ + 0,0104--^-

2,5 0,25 1

-0,0673

//-47,5Ч

2 /л т оЛ2

-0,01313

а,-2,25 0,25