Технологическое обеспечение повышения износостойкости цилиндров скважинных штанговых насосов хонингованием полуэластичными алмазными брусками

Долинин, Антон Андреевич

Технология машиностроения

автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Технологическое обеспечение повышения износостойкости цилиндров скважинных штанговых насосов хонингованием полуэластичными алмазными брусками

кандидата технических наук: Долинин, Антон Андреевич
город: Пермь
год: 2011
специальность ВАК РФ: 05.02.08
цена: 450 рублей

Диссертация по машиностроению и машиноведению на тему «Технологическое обеспечение повышения износостойкости цилиндров скважинных штанговых насосов хонингованием полуэластичными алмазными брусками»

Автореферат диссертации по теме "Технологическое обеспечение повышения износостойкости цилиндров скважинных штанговых насосов хонингованием полуэластичными алмазными брусками"

На правах рукописи

005002148

Долинин Антон Андреевич

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЦИЛИНДРОВ СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСОВ ХОНИНГОВАНИЕМ ПОЛУЭЛАСТИЧНЫМИ АЛМАЗНЫМИ БРУСКАМИ

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 4 НОЯ 2011

Пермь-2011

005002148

Работа выполнена в Пермском национальном исследовательском политехническом университете

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Иванов Владимир Александрович

Официальные оппоненты доктор технических наук,

старший научный сотрудник Шендеров Илья Борисович

Защита состоится 23 декабря 2011 года в 14:00 на заседании диссертационного совета Д 212.188.06 при Пермском национальном исследовательском политехническом университете по адресу: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, ауд. 4236.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Пермского национального исследовательского политехнического университета.

Автореферат разослан «//» ноября 2011 г.

кандидат технических наук Флегентов Владимир Кузьмич

Ведущая организация ОАО «Стар», г. Пермь

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Скважинные штанговые насосы (СШН) предназначены для глубинной добычи нефти. В России СШН оборудовано около 56...58% всех действующих скважин (для сравнения: в США - 90%). Эти насосы способны добывать самую тяжелую нефть - высоковязкую, с большим содержанием свободного газа и механических примесей, в осложненных условиях эксплуатации в глубоких высокодебитных скважинах.

Ресурс насосов отечественного производства составляет 300...400 суток, ресурс зарубежных аналогов - 700 суток. Стоимость спускоподъемных работ для ремонта или замены СШН около 300 тыс. рублей, средняя стоимость насоса 40...45 тыс. рублей, следовательно, мероприятия, направленные на улучшение конструктивно-технологического качества СШН и увеличение их наработки на отказ, многократно эффективней, чем снижение себестоимости насосов. Отказы скважинного оборудования, по данным ведущих нефтедобывающих предприятий, чаще происходят по причинам, являющимся внешними по отношению к насосам, таким как: обрыв штанг, штоков и на-сосно-компрессорных труб. Отказы самих насосов составляют около 30% от общего числа отказов. В 72% случаев выход насоса из строя происходит из-за запарафинивания клапанов, а в 18% - износа пары цилиндр-плунжер. Стоимость изготовления и ремонта клапанной пары несопоставимо мала в сравнении с изготовлением и ремонтом пары цилиндр-плунжер. Из практики известно, что плунжер изнашивается в процессе эксплуатации значительно меньше цилиндра. Кроме того, стоимость его изготовления и ремонта существенно ниже, чем цилиндра. Поэтому является актуальным вопрос выбора технологии изготовления и упрочнения именно цилиндра насоса.

Технологический маршрут изготовления цилиндра включает в себя правку, расточку, предварительное хонингование, чистовое хонингование и азотирование. В значительной степени износостойкость азотированного слоя определяется величиной шероховатости и формой микрорельефа поверхности, подготовленной под азотирование. Предварительное хонингование производится алмазными брусками на металлической связке зернистостью АС4 100/80 100 М2-1, чистовое - брусками на металлической связке меньшей зернистости 63/50. Ивановым A.B. показано, что чистовое хонингование целесообразнее проводить эластичными брусками, что позволяет получать поверхность, обеспечивающую повышение износостойкости. С этой же целью можно использовать полуэластичные алмазные бруски, которые, предположительно, не требуют предварительного хонингования. Тем самым может быть обеспечен износостойкий микропрофиль поверхности цилиндра и повышена производительность обработки за счет исключения операции предварительного хонингования.

В связи с этим, технологическое обеспечение повышения износостойкости внутренних поверхностей цилиндров СШН методом вершинного хо-

нингования полуэластичными алмазными брусками является актуальной научно-технической проблемой.

Цель работы: технологическое обеспечение микропрофиля, позволяющего повысить износостойкость внутренних поверхностей цилиндров скважинных штанговых насосов вершинным хонингованием полуэластичными брусками.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- выполнено моделирование образования шероховатости обрабатываемой поверхности при хонинговании брусками на металлической, эластичной связках и полуэластичными брусками;

- экспериментально исследованы технологические возможности вершинного хонингования полуэластичными алмазными брусками, определены зависимости параметров шероховатости поверхности от технологических параметров режима обработки;

- проведено сравнительное экспериментальное исследование износостойкости азотированной поверхности цилиндров СШН, подготовленной под азотирование традиционным хонингованием, вершинным хонингованием эластичными и полуэластичными алмазными брусками;

Методы исследований. Теоретические исследования проводились на базе научных основ технологии машиностроения и теории алмазно-абразивной обработки, использовались методики определения параметров шероховатости поверхности с применением ЭВМ. Экспериментальные исследования хонингования проводились в лабораторных условиях на серийном оборудовании с использованием специально спроектированной и изготовленной оснастки. Измеряемые величины определялись с помощью современной контрольно-измерительной аппаратуры с возможностью передачи данных на ЭВМ.

Научная новизна:

- разработана комплексная имитационная модель формирования шероховатости при алмазном хонинговании брусками на металлической, эластичной связках и полуэластичными брусками и программное обеспечение для ее реализации. Модель позволяет прогнозировать шероховатость поверхности в зависимости от кинематических параметров режима хонингования, исходной шероховатости и физико-механических свойств обрабатываемого материала и характеристики брусков;

- экспериментально доказано, что возможно изменение технологического маршрута изготовления цилиндров скважинных штанговых насосов за счет исключения операции предварительного хонингования и хонингования цилиндров полуэластичными брусками сразу после растачивания;

ров, который незначительно изменяется после азотирования и обеспечивает большую опорную поверхность после приработки пары цилиндр-плунжер.

Практическая ценность:

- модель представлена в виде компьютерного программного обеспечения и может использоваться на производстве для прогнозирования шероховатости хонингуемых поверхностей;

- разработана новая технология алмазного хонингования полуэластичными брусками после расточки цилиндров из стали 38Х2МЮА.

- разработанные на основе проведенных исследований рекомендации приняты к использованию при проектировании технологических процессов обработки цилиндров СШН на ЗАО «Пермская компания нефтяного машиностроения».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах, в том числе всероссийских и международных (всероссийская межвузовская научно-техническая конференция «Современные тенденции в технологиях металлообработки и конструкциях металлообрабатывающих машин и комплектующих изделий» г. Уфа - март 2011, Первая Международная научно-практическая конференция «Молодые ученые Прикамья - 2011» г. Пермь -май 2011), а также на «Международном форуме по проблемам науки, техники и образования» г. Москва - декабрь 2008 г.

В полном объеме диссертация заслушана и одобрена на совместном заседании кафедр «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты», «Конструирование машин и сопротивление материалов» Пермского национального исследовательского политехнического университета в 2011 году.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, библиографического списка из 120 наименований и приложений. Объем работы 134 страницы машинописного текста, включая 56 рисунков, 33 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, изложена краткая характеристика работы, показана научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приведены сведения об апробации основных положений диссертации.

В первой главе представлен анализ современного состояния вопроса, приведен литературный обзор общих сведений о процессе алмазного хонингования, вершинного алмазного хонингования и возможностях и особенностях вершинного хонингования полуэластичными алмазными брусками.

В работах таких ученых как Кремень З.И., Новеселов Ю.К., Наерман М.С., Попов С.А. приведены основные сведения о процессе алмазного хонингования: область применения, кинематика, применяемый инструмент,

способы осуществления подачи (разжима брусков) и центрирования инструмента и обрабатываемого отверстия. Чеповецкий И.Х., Чистов Ф.В., Куликов С.И. Серебренник Ю.Б., Желобов Н.Г. описывают вершинное алмазное хо-нингование, позволяющее управлять микрорельефом обрабатываемой поверхности и обеспечивать благоприятное сочетания величины опорной площади и маслоемкости поверхности, что имеет особое значение для поверхностей сопряжений, работающих в условиях трения. Технология обработки включает две операции: предварительное хонингование для получения исходной шероховатости поверхности Ra< 1,5 мкм и чистовое хонингование для формирования конечной микрогеометрии поверхности с шероховатостью Ra= 1,25...0,02 мкм. Чистовая обработка ведется брусками на эластичной связке ВЗ-07. Исследования Чистова Ф.В. и Желобова Н.Г. показывают, что бруски на эластичной связке для чистового хонингования рекомендуется применять в тех случаях, когда исходная шероховатость находится в преде-лаxRa= 0,16.. .0,63 мкм.

Серебренником Ю.Б. и Желобовым Н.Г. предложено применение полуэластичных алмазных брусков, отличительной особенностью которых является возможность их применения при больших значениях исходной шероховатости Ra = 0,8...2,0мкм. По данным с производства известно, что значение параметра шероховатости Ra = 1,6 мкм обеспечивается на операции растачивания.

Таким образом, предположим, что вершинное хонингование полуэластичными алмазными брусками можно применять, в том числе, и для обработки цилиндров СШН после операции растачивания. Это обеспечит увеличение ресурса насоса за счет повышения износостойкости рабочей поверхности цилиндра и сократит технологический маршрут, из которого будет исключена операция предварительного хонингования.

Рассмотрены методы моделирования образования шероховатости при алмазно-абразивной обработке. Определены параметры процесса хонингования, учитываемые и определяемые в существующих моделях Воронова С.А., Гориянова Д.С., Муратова K.P., Кудоярова Р.Г., Иванова A.B. Установлено, что не существует моделей, всесторонне рассматривающих процесс хонингования. Отсутствуют модели, описывающие алмазное хонингование эластичными и полуэластичными брусками.

На основе выводов сделанных по первой главе сформулированы цель и задачи исследований.

Вторая глава посвящена имитационному моделированию образования шероховатости поверхности при алмазном хонинговании.

Выдвинута гипотеза, заключающаяся в том, что параметры шероховатости поверхности при алмазном хонинговании отверстий в значительной степени определяются не только размерами равномерно распределенных по поверхности алмазных зерен и их числом, но и высотой их выступания из связки, а в случае эластичных и полуэластичных брусков еще и податливостью связки или эластичного слоя.

Хонинговальные бруски при подготовке к работе шлифуются в сборе с головкой на радиус, меньший, чем радиус заготовки. Поэтому бруски на металлической связке контактируют не всей рабочей поверхностью. Наличие эластичного подслоя у эластичных и полуэластичных брусков позволяет компенсировать разность между радиусом бруска и радиусом обрабатываемого отверстия.

При моделировании процесса алмазного хонингования эластичными брусками необходимо учесть глубину «утапливания» зерен в связку при контакте с микропрофилем обрабатываемой поверхности.

Моделирование образования шероховатости поверхности при хо-нинговании алмазными брусками на различных связках проведено по блок-схеме, представленой на рис. 1. Свойства брусков различных характеристик заложены в первом блоке алгоритма «Моделирование рабочей поверхности инструмента», и в дальнейшем определяют процесс формирования микропрофиля поверхности. Моделирование происходит в плоскости, проходящей через ось отверстия, на которую проецируется объемная поверхность бруска.

1. Моделирование рабочей поверхности инструмента. Идеализированные зерна представлены в виде сфер, равномерно распределенных по поверхности бруска и выступающих из связки на определенную величину.

1.1 .Число зерен определяется по формуле:

12 -К,.

Моделирование рабочей

поверхности инструмента *

Построение исходного микропрофиля поверхности отверстия цилиндра

Имитация процесса хонингования

Расчет осевого положения хонинговальной головки

Расчет сближения поверхностей инструмента и отверстия

Замещение участков профиля отверстия профилем инструмента

Расчет параметров шероховатости поверхности после имитации процесса хонингования

Рис. 1. Блок-схема имитационного моделирования

. " (1) л-х

где х - наибольший размер зерен данной зернистости, дш; Кс - коэффициент концентрации, отражающий процентное соотношение абразива и связки.

1.2.Диаметр зерна. Зернистость абразивных материалов означает размер основной фракции. При этом присутствуют и зерна более крупных и мелких фракций. Размеры зерен распределяются согласно закону нормального распределения. Средний диаметр зерна и его среднеквадратическое отклонение определяются по формулам:

Аср = 0,85л-, мм аВз = 0,137*, мм (2)

1.3.Для моделирования распределения зерен по поверхности бруска применена ЛПГ последовательность. Выбор ЛПТ последовательности обусловлен тем, что при

.1.1.1. /

- 4-1-4--

. | . | . | .

.1.1.1.

-4-1-4-

" 1 ' 1 ' 1 '

О 1 0 1 хI

О 1 к, 0 1хI

а б

Рис. 2.11римеры проецирования распределений при п = 2 (число точек N = 16): а - кубическая сетка; б - Пт сетка.

проецировании П, сеток на пространство с меньшей размерностью, количество точек сохраняется, в отличие от обычных кубических сеток (рис. 2).

Расчет ЛПТ последовательности распределения зерен по поверхности производится по исходному алгоритму. Суть исходного алгоритма заключается в том, что если в двоичной системе счисления номер точки ; записать в форме \ = ет...е2е\, то декартовы координаты точки Q¡ = (дц, ..., д,,„) вычисляются по единой формуле:

ди~е1У?)*е2У?)*...*етУу),1=\,2, ... (3)

где знак * означает поразрядное сложение по модулю два в двоичной системе (операция «исключающее ИЛИ»); К,(1), К;(2)..., У'т) - направляющие числа,

определяемые по таблице Соболя И.М. и Статникова Р.Б.; п - размерность пространства. Для расчета по формуле требуются только логические операции, что и определяет быстроту исходного алгоритма по сравнению с арифметическим.

1.4. Высоту выступания зерна над уровнем связки и ее среднеквадратиче-ское отклонение в зависимости от диаметра зерна В, определим по формулам:

Яор = 0,201^-5,628, мм ан = 0,053А + 3,181, жм. (4)

1.5.Поскольку брусок на металлической связке не может деформироваться, увеличивая свой радиус до радиуса отверстия, необходимо соответственно изменить координаты вершин зерен при проецировании их на плоскость, проходящую через ось отверстия (рис. 3 а). Для крайних точек координата изменится на величину:

ал=го - (т++(г. -г,)] г мм> (5)

где ги - радиус отверстия, мм; гб - радиус бруска, мм; Ь - ширина бруска, мм.

1.6. Алмазный брусок на эластичной связке состоит из корпуса, эластичного алмазосодержащего слоя и эластичного подслоя. Следовательно он обладает свойствами макро- и микроэластичности. Моделирование рабочей поверхности эластичного бруска отличается тем, что эластичный брусок изме-

Рис. 3. Схема контакта с поверхностью обрабатываемого отверстия: а-бруска на металлической связке; б - бруска на эластичной связке; в - полуэластичного бруска.

няет свой радиус до радиуса отверстия (рис. 3 б) и изменять координаты вершин зерен при проецировании их на плоскость (пункт 1.5) не требуется.

Благодаря эластичности связки зерна во время работы значительно погружаются в связку. Среднюю величину углубления зерна в связку можно рассчитать, принимая зерно за шар:

где р - давление инструмента в зоне обработки, МПа; Е0 - модуль упругости сжатия алмазосодержащего слоя, МПа; Оэ - диаметр зерна, мм; иф - число зерен на 1 мм объема бруска.

Зерна в эластичных брусках не жестко закреплены в связке. При работе алмазные зерна, имеющие относительную глубину заделки зерна е меньше критической, будут вырываться силами резания из связки:

где Ятах - максимальная высота выступания зерен над уровнем связки, мм;

* - средний размер зерен, мм; аи - среднеквадратическое распределение высоты выступания зерен, мм.

Алгоритм программы, реализующей модель, содержит блок исключения из расчета зерен, имеющих относительную глубину заделки зерен меньше определенной по формуле (7).

1.7.При обработке полуэластичными брусками погружение зерен в связку пренебрежимо мало. Вместе с тем, полуэластичные бруски благодаря эластичному слою обладают свойством макроэластичности, то есть плотно прилегают к обрабатываемой поверхности (рис. 3 в). При моделировании рабочей поверхности полуэластичного бруска не производится изменение координат вершин зерен при проецировании их на плоскость, проходящую через ось отверстия. Отличие от моделирования профиля эластичных брусков, об-

(6)

ладающих микроэластичностью, заключается в отсутствии расчета углубления зерна в связку.

1.8. У словно примем, что рельеф режущей поверхности абразивных и алмазных хонинговальных брусков является стационарным как в пространстве, так и во времени, поэтому профили брусков рассчитываются перед началом «обработки» и не меняются до ее завершения. Имитационное моделирование хонингования осуществляется для обработки четырехбрусковой головкой, поэтому производится расчет четырех элементарных режущих профилей по вышеизложенной методике.

2. Построение исходного микропрофиля поверхности отверстия цилиндра. Профиль исходной поверхности обрабатываемого отверстия формируется на основе набора профилограмм поверхностей образцов шероховатости по ГОСТ 9378-93, полученных на профилометре 170623 производства ОАО «Калибр» исполнения 2 (с информационно-вычислительным блоком).

3. Расчет осевого положения хонинговальной головки. Для имитации возвратно-поступательного движения хона координаты режущего профиля инструмента при каждом обороте головки получают смещение в направлении оси детали на величину, определяемую скоростью возвратно-поступательного движения и частотой вращения хона:

К, -1000

, =х

± —-, мм (8)

п-К,

где У2 - скорость возвратно-поступательного движения хонголовки, м/мин; п - частота вращения хонголовки, об/мин; - количество брусков.

4. Расчет сближения поверхности инструмента и отверстия. Профиль инструмента при каждом обороте головки смещается в сторону профиля обрабатываемой поверхности на постоянную величину, называемую абсолютным сближением, зависящую от давления, параметров микропрофиля инструмента и отверстия и механических свойств обрабатываемого материала (после формирования профиля инструмента он принимается как абсолютно упругое тело):

4,7 и\(Дтах.+ Лтах,)"1 +"2

каЬ12

2(у,+1'2) + 1

мкм (9)

а = ка

где ка = 1,04... 1,06 - коэффициент динамики для сближения поверхностей; 1 - и2

] = —"--упругая постоянная; Е - модуль упругости обрабатываемого маЕ

териапа; ц - коэффициент Пуассона обрабатываемого материала; J = приведенный радиус контактирующих тел; ги г2 - радиусы вершин неровно стей инструмента и детали, определяемые как т- =-

г, - г.

Бт* +4Лтах?

кон-

к b b (R + R y'i+va турное давление; bl2= " ^ "■" -; k\ - коэффициент, зависящий

"maxi ' max2

от формы выступов; vj, v, и b\, b2 - параметры опорных кривых поверхностей инструмента и детали.

Координаты профиля инструмента получают приращение на величину абсолютного сближения в сторону заготовки. Таким образом, имитируется радиальная подача брусков «по давлению».

5. Замещение участков профиля отверстия профилем инструмента. Имитация снятия материала заготовки заключается в замещении участков профиля отверстия профилем инструмента в местах пересечения профилей. При этом имитация одного оборота хонинговальной головки производится при последовательном снятии материала заготовки четырьмя рассчитанными профилями инструментов.

6. Расчет параметров шероховатости. По завершении процесса имитации получается профиль поверхности обработанной заготовки. Этот профиль принимается как профилограмма обработанной поверхности и производится расчет параметров шероховатости обработанной поверхности в соответствии с требованиями ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности».

Разработанная имитационная модель представлена в виде компьютерной программы, разработанной в среде Borland Delphi 2005. Приведен пример расчета по имитационной модели.

Проведено исследование по имитационной модели формирования параметров шероховатости отверстий, хонингуемых полуэластичными брусками. Модель позволяет рассчитывать высотные параметры шероховатости Ra, Rz, Rmca, параметры шероховатости, связанные со свойствами неровно-

0,8

0.6

0.2

2 2.S 3 3.5 4 бремя хонингойания, мин

- Полузластичные АС1510/28 100 МЛ

- Полузластичные АС15 63/50 100 МО

- Полуэластичные АС15100/60 100 МО

5 О

О 0.5 1 1,5 2 2.5 3 3,5 4 бремя кпнингойания. мин Рис. 4. Зависимость параметров шероховатости Яа и 8т от времени хонингования полуэластичными алмазными брусками. Сталь 38Х2МЮА, 0 58 мм, п = 160 об!мин, У2 = 16 м!мин, Р = 0,3 МПа.

5т, мкм 50

стей в направлении длины профиля Бт, О, а также относительную опорную длину 1р. На рис. 4 приведена зависимость параметров шероховатости от времени хонингования полуэластичными алмазными брусками различных зернистостей на примере Яа и Бт. Анализируя графики можно сделать вывод, что значения высотных параметров шероховатости интенсивно снижаются в течение первых 30 сек, причем у брусков с большей зернистостью снижение происходит быстрее. При дальнейшем увеличении времени обработки снижение шероховатости становится более плавным, и меньшие значения шероховатости наблюдаются у брусков с меньшей зернистостью. С увеличением времени хонингования средний шаг неровностей профиля Бт значительно уменьшается в первые 30 сек, при дальнейшем хонинговании значение Бт не изменяется. Плотность выступов профиля £> значительно возрастает, но после 30 сек время хонингования практически не влияет на плотность выступов, происходит незначительное снижение значений ¿).

Зависимость относительной опорной длины профиля от времени хонингования полуэластичными брусками представлена на рис. 5 (на примере брусков АС 15 63/50 100 МД). Анализ результатов показал, что с увеличением времени хонингования относительная опорная длина профиля увеличивается, но при 4 мин хонингования наблюдается резкое снижение опорной длины. Наибольшее значение 1р наблюдается при 2 мин хонингования. При использовании брусков зернистостью 100/80 с увеличением времени опорная длина увеличивается только в течение 1 мин, после чего происходит снижение 1р. При хонинговании брусками АС 15 1р, % 40/28 100 МД увеличение относительной опорной длины происходит медленнее, наибольшее значение ¡р достигается при 4 мин.

Такую динамику изменения шероховатости и относительной опорной длины можно объяснить тем, что бруски с большей зернистостью интенсивнее снимают исходный профиль, быстрее снижаются значения высотных параметров шероховатости и растет Iр. По прошествии некоторого времени исходный профиль полностью удалятся, и создается новый профиль, соответствующий зернистости брусков.

Результаты имитационного моделирования подтверждают воз- рис 5 3ависимость относительной опорной можность применения полуэластич- даины профиля от времени ХОнингования

10 20 30 10 50 60 70 80 90 100 . сечения %

- 0 мин -0.17 мин -1 пин

- 0.33 мин

- 2 мин

0,5 мин 4 мин

ных алмазных брусков для получе ния поверхностей

полуэластичными брусками АС15 63/50 100 характеризую- МД. Сталь 38Х2МЮА, 0 58 мм, п = 160

об!мин, V2 = 16 м/мин, Р = 0,3 МПа.

щихся малыми значениями высотных параметров шероховатости и большой относительной опорной длиной. Так, например, брусками АС 15 63/50 100 МД достигается значение Яа 0,23 мкм и Ятах 2,97 мкм, Iр 84...96 % на уровне сечения 30...40 %. Скорость снижения шероховатости и увеличения относительной опорной длины выше у брусков большей зернистости. Однако, бруски меньшей зернистости в конечном итоге обеспечивают меньшие значения высотных параметров шероховатости, большие значения параметров шероховатости, связанных со свойствами неровностей в направлении длины профиля, и большие значения относительной опорной длины. Поэтому, с точки зрения производительности и обеспечения малых значений высотных параметров шероховатости, целесообразнее применять бруски АС 15 63/50 100 МД.

В третьей главе описаны методики проведения экспериментальных исследований. Экспериментальное исследование вершинного хонингования полуэластичными алмазными брусками проводилось на цилиндрических образцах из стали 38Х2МЮА длиной 130 мм, внутренним диаметром 58 мм, наружным диаметром 70 мм. Номенклатура хонинговальных брусков представлена в табл. 1

Таблица 1

Хонинговальные бруски

№ п/п Тип Марка алмазов Зернистость Концентрация Связка

Предварительное хонингование

1 На металлической связке АС 4 100/80 100 М2-01

Чистовое хонингование

2 Полуэластичные АС 15 100/80 100 МД*

3 Полуэластичные АС 15 63/50 100 МД

4 11олуэластичные АС 15 40/28 100 МД

* МД - алмазосодержащий прокат на металлической основе деформируемый

Базовые параметры режима хонингования: частота вращения шпинделя и = 160 об/мин; скорость вращения шпинделя У\ = 28.65 м/мин; скорость возвратно-поступательного движения хонинговальной головки ^ = 16 м/мин; давление в гидросистеме разжима брусков Р = 0,3 МПа\ время хонингования Тхон = 60 с. Проведена серия пассивных экспериментов, в которых производилось изменение одного из параметров режима хонингования.

Эксперименты производились на вертикально-хонинговальном станке ЗК833 с гидравлической системой разжима, на который устанавливалась 4-х брусковая хонинговальная головка. В качестве смазочно-охлаждающей жидкости применялась СОЖ ОСМ-1 (ТУ 0253-038-00148843-2003).

Измерение шероховатости поверхности цилиндра производилось на профилометре 170623 производства ОАО «Калибр» с информационно вычислительным блоком.

Для оценки достоверности имитационной модели образования шероховатости обрабатываемой поверхности при хонинговании определены относительные погрешности параметров шероховатости:

где Rm — значение параметра шероховатости, определенное по имитационной модели; Яэ — значение параметра шероховатости, полученное экспериментально.

Для экспериментального исследования азотированных поверхностей на износостойкость использовалась установка, которая позволяет производить испытания, имитирующие работу скважинных штанговых насосов. Образец -сегмент (одна четвертая) цилиндра, обработанного хонингованием и подвергнутого азотированию. Контртело - сегмент плунжера СШН с нанесенным плазменным напылением порошком Deloro Alloy 60М фирмы Deloro Stellite. Испытания каждого образца проводились в течение восьми часов, измерение величины износа производилось с интервалом в один час. Поскольку при проведении исследований износостойкости рассматривался пе-

0.8

0.6

0.2

О 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 i время хонингобания, мин

D. 1/см 700 650 600 550 500 А50 400 350 300 250 200 150 WO 50

О -.-г

1.5 2 2.5 3 3.5 4 Впемя хонингоОания мин

Sm, мкм 50

35 30 25 20 15 10 5 О

-о- Полузластичные АС15 40/28 100 МП -<>- Полузластичные АС15 63/50 100 МП -о- Полузластичные АС15100/30 100 МП

Рис. 6. Зависимость параметров шероховатости от времени хонингования. О 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Сталь 38Х2МЮА. 0 58 мм, п= 160 об!мин, Время хонингоВания. мин V2=\6m/muh,P = 0,3 МПа.

риод приработочного износа, который наблюдался в пределах исходной шероховатости поверхности, то за величину износа было принято изменение значения параметра шероховатости Ятах.

В четвертой главе представлены результаты экспериментального исследования влияния технологических параметров режима хонин-гования полуэластичными брусками на шероховатость поверхностей и их износостойкость.

Исследовано влияние зернистости полуэластичных алмазных брусков на шероховатость обработанной поверхности в зависимости от времени хонингования. Проверена возможность применения полуэластичных брусков после операции

растачивания без предварительного р ? относительная

ГИС. /. ишииШСЛЬНал ч/ии^и»/! ^киш

хонингования брусками на металли- профиля. Сталь 38Х2МЮА, 0 58 мм, п = ческой связке. Исследовано влияние 160 об/мин, У2 = 16 м!мин, Р = 0,3 МПа, г = 4 частоты вращения и скорости воз- мин. вратно-поступательного движения

хонголовки на шероховатость обработанной поверхности. Определено влияние характеристик алмазных брусков на износостойкость цилиндров после азотирования. Результаты экспериментов представлены на рис. 6, 7.

Из рис. 6 видно, что уже после 30 сек обработки происходит значительное и наибольшее снижение высотных параметров шероховатости обрабатываемой поверхности. В дальнейшем значительного снижения не происходит, так как фактическое давление и как следствие глубина резания уменьшаются из-за роста площади контакта детали и бруска. Меньшие по размеру зерна оставляют менее глубокие следы на поверхности, поэтому с уменьшением зернистости алмазного бруска шероховатость обрабатываемой поверхности уменьшается. Алмазные зерна не могут погружаться в жесткий алмазосодержащий слой, что позволяет обрабатывать поверхности со сравнительно большой исходной шероховатостью Ка = 0,8... 1,0 мкм.

В начальный период хонингования происходит увеличение числа выступов и, следовательно, снижение среднего шага неровностей Бт. Это объясняется тем, что не вся рабочая поверхность полуэластичного бруска находится в контакте с поверхностью обрабатываемого отверстия и не все алмазные зерна брусков участвуют в резании. После 30 сек хонингования процесс стабилизируется, автоматически поддерживается постоянная глубина внедрения

1р, %

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 уройень сечения, %

-о- Полузлаапичные АП51*0/28 100 МП -О- Полузлаапичные АС15 63/50100 МП -а- Полузлаапичные АС15 100/80 100 МЛ

-Исходный профиль

АО, 100/80 100 М2-01

о.в 0.6 ОА 0.2

Иа. мкм 1.2

1,5 2 2,5 3 3,5 4 бремя хонингаЬания, мин

О 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 бремя хонингаЬания, мин

' " Рис. 8. Сравнение значений параметров 20---—^-------| шероховатости, полученных экспериментально при обработке полуэластичными брусками АС 15 63/50 100 МД и рассчитанных по имитационной модели. Сталь 0 10 20 30 СО 50 60 70 80 90 100 38Х2МЮА, 0 58 мм, п = 160 об/мин, = уробень сечет % 16 м/мин-Р = °>3 МПа~

60 50 40

- Зксперимент

--Математическое мадепирабание

алмазных зерен в обрабатываемую поверхность, и величины Бт и £> не практически изменяются.

Зернистость алмазов полуэластичных брусков оказывает существенное влияние на формирование относительной опорной длины поверхности. Из рассмотрения относительных опорных кривых профиля (рис. 7) видно, что полуэластичные алмазные бруски зернистостью 100/80 при уровне сечения профиля 30...40 % обеспечивают относительную опорную поверхность 1р = 11,8...39,1 %, бруски зернистостью 63/50 — ¡р = 13,2...42,7 %, бруски зернистостью 40/28 -/р = 27,8...51,2 % (время хонингования 4 мин).

Показано, что хонингование полуэластичными брусками с целью получения износостойкой поверхности можно применять после операции растачивания, исключая операцию хонингования брусками на металлической связке.

Изменение скорости возвратно-поступательного движения хонголовки не оказывает существенного влияния на шероховатость обработанной поверхности. Увеличение частоты вращения приводит к увеличению производительности и уменьшению времени обработки, при котором обеспечиваются максимальные значения относительной опорной длины.

Проведена проверка достоверности комплексной модели хонингования брусками на металлической, эластичной связках и полуэластичными брусками. Использовались экспериментальные данные хонингования брусками на металлической и эластичной связках полученные Ивановым A.B., а так же данные хонингования полуэластичными брусками, содержащиеся в диссертации. Графики параметров шероховатости, полученных экспериментально при обработке полуэластичными брусками и рассчитанных по модели приведены на рис. 8. Проверка показала, что относительная погрешность парамет-

уройень СЕЧЕИЩ %

Рис. 9. Изменение параметров шероховатости поверхности цилиндров после азотирования, подготовленными под азотирование брусками: а - на металлической связке АС4 100/80 100 Ш-1; а - полуэластичные бруски АС 15 63/50 100 МД.

ров шероховатости, вычисленных по имитационной модели и полученных экспериментально, находится в пределах 6... 12% для брусков на металлической связке, 1...9% - на эластичной, 8.. Л 5% - для полуэластичных брусков. Расхождение в значениях уровней сечений р для одной и той же относительной опорной длины профиля //? не превышает 10 %.

В процессе азотирования происходят деформации поверхностного слоя, что приводит к изменению параметров микропрофиля поверхности. Вне зависимости от того, какими брусками производилось хонингование, после азотирования отмечено увеличение высотных параметров шероховатости и снижение относительной опорной длины (рис. 9). Однако как до, так и после азотирования высотные параметры шероховатости имеют меньшие значения, а относительная опорная длина больше у образцов обработанных вершинным хонингованием полуэластичными алмазными брусками. По завершении периода приработки в паре цилиндр-плунжер опорная поверхность цилиндров, обработанных полуэластичными брусками достигает при уровне сечения 10...30 % значений 44,8...85,6 %, что существенно больше, чем после хонингования брусками на металлической связке.

Представлены результаты исследований износостойкости. Величина износа азотированной поверхности цилиндров СШН в зависимости от характеристик алмазных брусков приведена на рис. 10.

При исследовании на износ наилучшие результаты показали образцы,

обработанные эластичными брусками, для которых износ составил 1...3 мкм

Износ, мкм 9

Образец

Рис. 10. Номограмма величины износа цилиндров, обработанных по существующей технологии (СТ), обработанных брусками на металлической, эластичной связках и полуэластичными брусками

7,85

705

596

{5 ¿и

Я 401

|1| 3,07 ..—....

яг и

105 1 .... 1 _1 1,02

__ , Я

Группы посадок для пары цилиндр-плунжер согласно ТУ 3665-004-26602587-2004,

1руппа Минимальный Максимальный

посадки зазор, мм зазор, мм

1 0,025 0,088

2 0,050 0,113

3 0.075 0,138

4 0,1 0,163

5 0,125 0,188

на радиус. Несколько больший Таблица 2

износ зафиксирован у образцов после обработки полуэластичными брусками - 3,4...4,5 мкм на радиус. Наибольший износ - у образцов, обработанных брусками на металлической связке, и у образцов, обработанных по существующей технологии на производстве, - до 7,9 мкм на радиус. Достаточно малый износ отмечен и у образца, обработанного по существующей технологии на производстве, дополнительно хонингованного после азотирования, однако повторное хо-нингование увеличивает себестоимость цилиндра и СШН в целом.

В зависимости от величины зазора между плунжером и цилиндром СШН делятся на группы (табл. 2). От величины зазора зависит производительность и надежность насоса, поэтому насосы разных групп предлагаются потребителю по разной цене, самая дорогая - 1-я группа с наименьшим зазором. В ходе приработки зазор увеличивается и возможен переход насоса из одной группы посадки в другую, более низкую. Важно обеспечить износостойкий микропрофиль поверхности цилиндра, чтобы минимизировать увеличение зазора при приработке и сохранить группу посадки.

Исследования влияния характеристики алмазных брусков на износостойкость цилиндров после азотирования подтвердили, что применение по-

1 1-я группа посадки ! 2-я группа посадки

до начала эксплуатации

Рис. 11. Прогнозируемое изменение групп посадок насосов в ходе эксплуатации. Цилиндры обработаны: СТ - по существующей технологии; М - брусками на металлической связке; Э - брусками на эластичной связке; П/Э - полуэластичными брусками.

луэластичных брусков (П/Э) позволит повысить износостойкость обработанной поверхности после азотирования по сравнению с существующей технологией (СТ). Это происходит за счет снижения высотных параметров шероховатости, увеличения параметров шероховатости, связанных со свойствами неровностей в направлении длины профиля, и относительной опорной длины. Повышение износостойкости позволяет снизить величину диаметрального износа цилиндра СШН и сохранить группу посадки (рис. 11).

Предложен новый технологический маршрут, из которого исключена операция предварительного хонингования брусками на металлической связке. Даны технологические рекомендации по осуществлению процесса алмазного хонингования полуэластичными алмазными брусками. Параметры режима обработки внутренних поверхностей цилиндров скважинных штанговых насосов длиной 6000 мм полуэластичными алмазными брусками АС 15 63/50 100 МД: частота вращения хонголовки п = 250 об!мин, скорость возвратно-поступательного движения У2 = 13,4 м/мин, давление в гидросистеме разжима брусков Р = 0,3 МП а, время обработки / = 37 мин. Описана технология изготовления полуэластичных брусков.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана имитационная модель формирования шероховатости поверхности при алмазном хонинговании брусками на металлической, эластичной связках и полуэластичными брусками, учитывающая исходную шероховатость поверхности и физико-механические свойства обрабатываемого материала, характеристики брусков и технологические параметры режима хонингования. Разработано программное обеспечение для реализации модели на ЭВМ, позволяющее прогнозировать формирование стандартных параметров шероховатости поверхности.

2. С использованием модели проведен численный эксперимент по формированию параметров шероховатости отверстий, хонингуемых полуэластичными брусками. Показана возможность применения полуэластичных алмазных брусков для получения поверхностей, характеризующихся малыми значениями высотных параметров шероховатости и большой относительной опорной длиной. Установлено, что скорость снижения шероховатости и увеличения относительной опорной длины выше у брусков большей зернистости. Однако бруски меньшей зернистости за рекомендуемое время хонингования обеспечивают меньшие значения высотных параметров шероховатости, большие значения параметров шероховатости, связанных со свойствами неровностей в направлении длины профиля, и относительной опорной длины.

длины профиля в 1,5 раза, и относительной опорной длины на 5...8 %. Изменение скорости возвратно-поступательного движения хонголовки не оказывает существенного влияния на шероховатость обработанной поверхности. Увеличение частоты вращения с 160 об/мин до 250 об/мин приводит к прямо-пропорциональному уменьшению времени обработки, при котором обеспечиваются максимальные значения относительной опорной длины.

4. Проверка достоверности имитационной модели показала, что относительные погрешности значений параметров шероховатости, вычисленных по модели и полученных экспериментально, находится в пределах 6...12% для брусков на металлической связке, 7...9% - для эластичных, 8... 15%- для полуэластичных.

5. Исследована возможность применения полуэластичных брусков после операции растачивания без предварительного хонингования брусками на металлической связке. Установлено, что хонингование полуэластичными брусками с целью получения износостойкой поверхности можно применять после операции растачивания, исключая операцию хонингования брусками на металлической связке.

6. Экспериментально доказано, что хонингование полуэластичными брусками формирует износостойкий микропрофиль поверхности цилиндров. Полученный микропрофиль незначительно изменяется после азотирования и обеспечивает большую опорную длину после периода приработки по сравнению с хонингованием брусками на металлической связке: 44,8...85,6 % и 7,6...46,7 % соответственно при уровне сечения 10...30 %. Повышение износостойкости позволяет снизить величину диаметрального износа цилиндра СШН в 1,5...2 раза и сохранить группу посадки СШН. Для технологического обеспечения износостойкого микропрофиля внутренних поверхностей цилиндров СШН длиной 6000 мм диаметром 57 мм требуется после операции растачивания проводить хонингование полуэластичными алмазными брусками АС15 63/50 100 МД при частоте вращения хонголовки п = 250 об/мин, скорости возвратно-поступательного движения Кг = 13,4 м/мин, давлении в гидросистеме разжима брусков Р = 0,3 МПа в течение t = 37 мин с применением СОЖ ОСМ-1 (ТУ 0253-038-00148843-2003).

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Беломытцев, О. М. Исследование влияния исходной шероховатости поверхности на износостойкость азотированного слоя с использованием машины трения / Беломытцев О. М., Иванов А. В., Долинин А. А., Селезнева К. В. // Прогрессивные технологические процессы в машиностроении: материалы междунар. науч.-техн. конф.(г. Пермь, 30 нояб. 2007 г.) / Перм гос. техн. ун-т. - Пермь: Изд-во ПГТУ, 2007. - С. 26-31.

2. Беломытцев, О. М. Исследование износостойкости азотированного слоя цилиндров скважинных штанговых насосов на машине трения / Беломытцев О. М., Перевозников В. К., Иванов А. В., Долинин А. А. // Вестник ИжГТУ. - 2008. - № 2 (38). - С. 3-6.

3. Перевозников, В. К. Исследование влияния технологических параметров процесса алмазного хонингования на износостойкость рабочих пар скважинных штанговых насосов / Перевозников В. К., Иванов А. В., Долинин А. А. // Вестник УГАТУ. - 2009. - № 4 (33). - С. 127-131.

4. Долинин, А. А. Исследование влияния исходной шероховатости обработанных поверхностей цилиндрических отверстий на их износостойкость после азотирования / Долинин А. А., Иванов В. А. // Труды Международного Форума по проблемам науки, техники и образования (г. Москва, 2-5 дек. 2008 г.) / Междунар. акад. информатизации [и др.]. - М., 2008.-С. 131-132.

5. Иванов, В. А. Применение хонингования полуэластичными алмазными брусками с целью получения износостойкой поверхности / Иванов В. А., Долинин А. А. // Наукоемкие технологии в машиностроении: материалы науч.-практ. конф. (г. Ишимбай, 14-15 мая 2010 г.) / Федер. агентство по образованию; Уфим. гос. авиац. техн. ун-т [и др.]. - Уфа: Изд-во УГАТУ, 2010.-С. 17-18.

6. Иванов, В. А. Математическая модель управления шероховатостью поверхности при вершинном алмазном хонинговании / Иванов В. А., Халтурин О. А., Долинин А. А. // Современные тенденции в технологиях металлообработки и конструкциях металлообрабатывающих машин и комплектующих изделий: межвуз. науч. сб. / Уфим. гос. авиац. техн. ун-т -Уфа: Изд-во УГАТУ, 2011. - С. 112-119.

7. Иванов, В. А. Математическое моделирование формирования шероховатости поверхности при алмазном хонинговании брусками на металлических связках / Иванов В. А., Иванов А. В., Долинин А. А., Халтурин О. А. // Вестник УГАТУ. - 2011. - № 2 (42). - С. 82-87.

8. Долинин, А. А. Влияние кинематики хонингования на формирование шероховатости поверхности при использовании полуэластичных алмазных брусков / Долинин А. А., Крылова В. Э. - Пермь: Изд-во ПГТУ, 2011. - С. 6063.

9. Иванов, В. А. Математическая модель образования шероховатости при хонинговании брусками на металлической связке, эластичной связке и полуэластичными брусками / Иванов В. А., Долинин А. А., Халтурин О. А. -Пермь: Изд-во ПГТУ, 2011. - С. 64-74.

Подписано в печать 11.11.2011г. Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 2336

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии издательства Пермского национального исследовательского политехнического университета 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113 тел. (342) 219-80-33

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Долинин, Антон Андреевич

ВВЕДЕНИЕ.

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ О ПРОЦЕССЕ ВЕРШИННОГО АЛМАЗНОГО ХОНИНГОВАНИЯ.

1.1. Общие сведения о процессе алмазного хонингования.

1.2. Вершинное алмазное хонингование.

1.3. Особенности процесса вершинного алмазного хонингования полуэластичными брусками.

1.4. Анализ влияния характеристики полуэластичных алмазных брусков и параметров процесса на шероховатость хонингуемых поверхностей.

1.5. Анализ современных методов мониторинга и прогноза зависимости параметров шероховатости хонингуемой поверхности от условий хонингования.

1.6. Влияние параметров микропрофиля на износостойкость.

1.7. Выводы и постановка цели и задач исследования.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ОБРАЗОВАНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ АЛМАЗНОМ ХОНИНГОВ АНИИ.

2.1. Рабочая гипотеза.

2.2. Построение модели образования шероховатости поверхности при алмазном хонинговании.

2.2.1. Моделирование рабочей поверхности инструмента.

2.2.2. Построение исходного микропрофиля поверхности отверстия цилиндра.

2.2.3. Расчет осевого положения хонинговальной головки.

2.2.4. Расчет сближения поверхности инструмента и отверстия.

2.2.5. Замещение участков профиля отверстия профилем инструмента.

2.2.6. Расчет параметров шероховатости.

2.3. Программная реализация имитационной модели.

2.4. Пример расчета по имитационной модели.

2.5. Исследование по имитационной модели формирования параметров шероховатости отверстий, хонингуемых полуэластичными брусками.

2.6. Выводы.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА.

3.1. Методика проведения исследования процесса алмазного хонингования.

3.1.1. Обрабатываемый материал.

3.1.2. Подготовка образцов к экспериментам.

3.1.3. Хонинговальные бруски.

3.1.4. Базовые параметры режима резания.

3.1.5. Смазочно-охлаждающая жидкость.

3.1.6. Хонинговальный станок ЗК823.

3.1.7. Конструкция специальной хонинговальной головки.

3.1.8. Приспособление для закрепления образцов.

3.2. Методика измерения шероховатости поверхности.

3.3. Методика экспериментального исследования износостойкости азотированных поверхностей.

3.3.1. Испытательная установка и образцы.

3.3.2. Измерение величины износа.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ХОНИНГОВАНИЯ НА ШЕРОХОВАТОСТЬ ХОНИНГУЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И ИХ ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ.

4.1. Исследование влияния зернистости полуэластичных алмазных брусков на шероховатость обработанной поверхности в зависимости от времени хонингования.

4.2. Исследование возможности применения полуэластичных брусков после операции растачивания без предварительного хонингования брусками на металлической связке.

4.3. Исследование влияния частоты вращения и скорости возвратно-поступательного движения хонголовки с применением полуэластичных брусков на шероховатость обработанной поверхности.

4.4. Проверка достоверности имитационной модели образования шероховатости поверхности при алмазном хонинговании.

4.4.1. Проверка достоверности модели хонингования брусками на металлической связке.

4.4.2. Проверка достоверности модели хонингования эластичными брусками.

4.4.3. Проверка достоверности модели хонингования полуэластичными брусками.

4.5. Сравнение параметров шероховатости подготовленной под азотирование поверхности и азотированной поверхности.

4.6. Исследование влияния характеристики алмазных брусков на износостойкость цилиндров после азотирования.

4.7. Технологические рекомендации по осуществлению процесса алмазного хонингования полуэластичными алмазными брусками.

4.8. Выводы.

Введение 2011 год, диссертация по машиностроению и машиноведению, Долинин, Антон Андреевич

Современное машиностроение выдвигает новые задачи обеспечения работоспособности механизмов, машин и приборов, работающих при более высоких уровнях рабочих параметров, в широком интервале температур, нагрузок, скоростей, в различных газовых, жидких, агрессивных средах и т.п. Их решение самым тесным образом связаны с усовершенствованием технологических методов и средств финишной обработки деталей, то есть с технологическим обеспечением высокой точности их геометрической формы, шероховатости поверхности и лучшего физического состояния поверхностных слоев. Это относится, в частности, к многочисленным деталям, работающим в сопряжении «цилиндр-поршень».

По статистике большинство машин (85.90 %) выходят из строя в результате износа поверхностей отдельных деталей. А затраты на ремонт и техническое обслуживание машины зачастую в несколько раз превышают ее стоимость. Создание машин, не требующих капитальных ремонтов, с увеличенным временем наработки на отказ позволяет сэкономить огромное количество финансовых средств, трудовых ресурсов, материалов.

Определяющую роль в обеспечении эксплуатационных характеристик играет состояние поверхностного слоя, который окончательно формируется при финишных операциях. При финишной обработке ответственных деталей большое внимание уделяют соблюдению высоких требований к качеству поверхности, ее геометрической и размерной точности. Микрогеометрия поверхностей деталей машин и механизмов является одним из важнейших эксплуатационных параметров, определяющих надежность и долговечность изделий. Особое значение форма микрорельефа приобретает для сопряжений, работающих в условиях трения.

В таких сопряжениях очень важно обеспечить микропрофиль с оптимальными радиусами скругления выступов, с оптимальной несущей опорной площадью и достаточной маслоемкостью. Согласно литературным данным оптимальная высота микронеровностей находится в пределах Кг = 1,6.6,3 мкм, относительная опорная длина профиля в пределах 50.80 %, площадь, занимаемая масляными карманами, составляет 20.50 % от общей площади поверхности трения [28]. Одним из эффективных методов получения такой поверхности является алмазное хонингование.

Примерами пар «цилиндр-поршень», работающими в условиях интенсивного износа являются: двигатели внутреннего сгорания, поршневые насосы, гидро- пневмоцилиндры. Причем при ремонте таких пар наибольшую сложность представляет ремонт цилиндра. Сказанное в полной мере относится к скважинным штанговым насосам (СШН).

Скважинные штанговые насосы предназначены для глубинной добычи нефти. Конструктивная схема насоса - классическая, предусматривающая цельный толстостенный цилиндр с удлинителями, цельнометаллический жесткий плунжер и шариковые клапаны.

В России СШН оборудовано около 56.58% всех действующих скважин (для сравнения: в США - 90%) [69]. Насосы способны добывать самую тяжелую нефть - высоковязкую, с большим содержанием свободного газа и механических примесей, в осложненных условиях эксплуатации в глубоких высокодебитных скважинах.

Основная деталь СШН - цельный толстостенный цилиндр - изготавливается из прецизионной трубы в кооперации с металлургическими и трубными заводами. Рабочая поверхность цилиндра подвергается глубокому азотированию (толщина слоя 0,2.0,5 мм, твердость 650 - 850 HV).

Также проведение спускоподъемных работ, не связанных с отказом СШН, целесообразно совмещать с заменой последнего на новый. Следовательно, главной задачей подразделений нефтедобывающих или сервисных предприятий, ответственных за эксплуатацию СШН, должно быть обеспечение равных или кратных периодов наработки на отказ всего подземного оборудования, а также периодов проведения регламентных работ на скважине.

Наработка на отказ отечественных моделей насосов составляет 300.400 суток, в то время как наработка зарубежных аналогов 700 суток.

Стоимость спускоподъемных работ для ремонта или замены СШН около 300 тыс. рублей [68]. Учитывая среднюю стоимость насоса 40.45 тыс. рублей, приходим к выводу, что мероприятия, направленные на улучшение конструктивно-технологического качества СШН и увеличение их наработки на отказ, многократно эффективней, чем снижение затрат в результате понижения цен на сами насосы. Причинами отказов скважинного оборудования, по данным ведущих нефтедобывающих предприятий, являются внешние по отношению к насосам причины: обрыв штанг, штоков и насосно-компрессорных труб, а также отказы собственно насосов. Последние составляют около 30% от общего числа отказов, причем в 72% происходит запарафинивание клапанов, а в 18% - износ пары цилиндр-плунжер. Стоимость изготовления и ремонта клапанной пары несопоставимо мала в сравнении с изготовлением и ремонтом пары цилиндр-плунжер. Поэтому выбор технологии изготовления и упрочнения именно этих деталей насоса во многом определяет эксплуатационные свойства и стоимость насоса в целом.

В таких сопряжениях плунжер подвергается плазменному напылению, а внутренние поверхности цилиндров этих насосов - азотированию. Из практики известно, что плунжер изнашивается в процессе эксплуатации значительно меньше цилиндра. Кроме того, стоимость его изготовления и ремонта существенно ниже, чем цилиндра. Поэтому повышение износостойкости поверхности цилиндра является актуальной задачей.

Технологический маршрут изготовления цилиндра включает в себя правку, расточку, предварительное хонингование, чистовое хонингование и азотирование. В значительной степени износостойкость азотированного слоя определяется величиной шероховатости и формой микрорельефа поверхности, подготовленной под азотирование. Предварительное хонингование производится алмазными брусками на металлической связке зернистостью 100/80, чистовое - металлическими брусками меньшей зернистости 63/50. Ивановым A.B. [32] показано, что чистовое хонингование целесообразнее проводить брусками на эластичной связке, что позволяет получать поверхность, обеспечивающую повышение износостойкости. С этой же целью можно использовать полуэластичные алмазные бруски [28], которые предположительно не требуют предварительного хонингования. Согласно литературным данным оптимальная высота микронеровностей находится в пределах Яг - 1,6.6,3 мкм, относительная опорная длина профиля в пределах 50.80 % на уровне 10.30%.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- экспериментально исследована износостойкость азотированной поверхности цилиндров СШН, подготовленной под азотирование традиционным хонингованием, вершинным хонингованием эластичными брусками и полуэластичными алмазными брусками;

Методы исследований. Теоретические исследования проводились на базе научных основ технологии машиностроения и теории алмазно-абразивной обработки, использовались методики определения параметров шероховатости поверхности с применением ЭВМ. Экспериментальные исследования хонингования проводились в лабораторных условиях на серийном оборудовании с использованием специально спроектированной и изготовленной оснастки. Измерения проводились с помощью современной контрольно-измерительной аппаратуры с возможностью передачи данных на ЭВМ.

Научная новизна:

- экспериментально доказано, что хонингование полуэластичными брусками позволяет сохранить требуемую группу посадки в паре цилиндр-плунжер в течение всего срока эксплуатации скважинных штанговых насосов за счет формирования износостойкого микропрофиля поверхности цилиндров, который незначительно изменяется после азотирования и обеспечивает большую опорную поверхность после приработки пары цилиндр-плунжер.

Практическая ценность:

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях и семинарах, в том числе всероссийских и международных (всероссийская межвузовская научно-техническая конференция «Современные тенденции в технологиях металлообработки и конструкциях металлообрабатывающих машин и комплектующих изделий» г. Уфа - март 2011, Первая Международная научно-практическая конференция «Молодые ученые Прикамья - 2011» г. Пермь - май 2011), а также на «Международном форуме по проблемам науки, техники и образования» г. Москва - декабрь 2008 г.

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Ra - среднее арифметическое отклонение профиля, мкм; Rz - высота неровностей профиля по десяти точкам, мкм; Rmax - наибольшая высота профиля, мкм; S - средний шаг местных выступов профиля, мкм; Sm - средний шаг неровностей, мкм; D - плотность выступов профиля, 1 /см; tp - относительная опорная длина профиля, %, где р - значения уровня сечения профиля, %; Е - модуль упругости;

Рн - рабочее давление полуэластичных брусков, МПа; г0 - радиус обрабатываемого отверстия, мм; г6 - радиус бруска, мм; Ъ - ширина бруска, мм;

Ah - допуск на изготовление бруска по толщине, мм;

Ad - допуск на изготовление отверстия, мм;

Епр - приведенный модуль упругости алмазосодержащего слоя;

Ъж- толщина жесткого алмазосодержащего слоя, мм; х - наибольший размер зерен данной зернистости, мкм;

Кс - коэффициент концентрации, отражающий процентное соотношение абразива и связки.

Нср - средняя высота выступания зерен над уровнем связки, мм; Нтах - максимальная высота выступания зерен над уровнем связки, мм; R3, D3 - радиус и диаметр шара, имитирующего зерно, мм; a - среднеквадратическое отклонение; Ih - интенсивность износа; a - коэффициент учитывающий отличие площади сечения выступов на уровне е от величины фактической площади контакта; Цса. ~ отношение контурной площади контакта к номинальной; d - средний диаметр пятна контакта, мм; b, v- параметры кривой опорной поверхности, tp = bsv;

2 - число зерен на единице площади поверхности бруска, мм2; Z - число зерен; а - абсолютное сближение контактирующих поверхностей, мм-, ка = 1,04. 1,06 - коэффициент динамики для сближения поверхностей; = —---упругая постоянная; Е

Е - модуль упругости обрабатываемого материала; ¡л - коэффициент Пуассона обрабатываемого материала;

Г • Y

J = ——-— приведенный радиус контактирующих тел, мм; г,+г2 г\,г2~ радиусы вершин неровностей инструмента и детали, мм; дс - контурное давление, МПа;

Ah - величина углубления зерна в связку эластичного бруска; d3 - диаметр зерна, мм; ф - число зерен на1 мм объема бруска, 1/ мм ; е - относительная глубина заделки зерна, мм; i,j - переменные п - частота вращения хонголовки, об/мин;

V\ - скорость вращения хонинговальной головки, м/мин;

V2 - скорость возвратно-поступательного движения хонголовки, м/мин;

N6 - количество брусков.

Заключение диссертация на тему "Технологическое обеспечение повышения износостойкости цилиндров скважинных штанговых насосов хонингованием полуэластичными алмазными брусками"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана имитационная модель формирования шероховатости поверхности при алмазном хонинговании брусками на металлической, эластичной связках и полуэластичными брусками, учитывающая исходную шероховатость поверхности и физико-механические свойства обрабатываемого материала, характеристики брусков и технологические параметры режима хо-нингования. Разработано программное обеспечение для реализации модели на ЭВМ, позволяющее прогнозировать формирование стандартных параметров шероховатости поверхности.

2. С использованием модели проведен численный эксперимент по формированию параметров шероховатости отверстий, хонингуемых полуэластичными брусками. Показана возможность применения полуэластичных алмазных брусков для получения поверхностей, характеризующихся малыми значениями высотных параметров шероховатости и большой относительной опорной длиной. Установлено, что скорость снижения шероховатости и увеличения относительной опорной длины выше у брусков большей зернистости. Однако бруски меньшей зернистости за рекомендуемое время хонинго-вания обеспечивают меньшие значения высотных параметров шероховатости, большие значения параметров шероховатости, связанных со свойствами неровностей в направлении длины профиля, и относительной опорной длины.

3. Моделированием установлено и экспериментально подтверждено, что из всех параметров режима хонингования полуэластичными алмазными брусками наибольшее влияние на формирование шероховатости оказывает зернистость. При уменьшении зернистости с 100/80 до 40/28 происходит снижение высотных параметров шероховатости в 1,5.2,7 раза, увеличение параметров шероховатости, связанных со свойствами неровностей в направлении длины профиля в 1,5 раза, и относительной опорной длины на 5.8 %. Изменение скорости возвратно-поступательного движения хонголовки не оказывает существенного влияния на шероховатость обработанной поверхности.

Увеличение частоты вращения с 160 об/мин до 250 об/мин приводит к прямо-пропорциональному уменьшению времени обработки, при котором обеспечиваются максимальные значения относительной опорной длины.

4. Проверка достоверности имитационной модели показала, что относительная погрешность значений параметров шероховатости, вычисленных по модели и полученных экспериментально, находится в пределах 6. 12% для брусков на металлической связке и 7.9% - для эластичных, 8. 15% - для полуэластичных.

5. Исследована возможность применения полуэластичных брусков после операции растачивания без предварительного хонингования брусками на металлической связке. Установлено, что хонингование полу эластичными брусками с целью получения износостойкой поверхности можно применять после операции растачивания, исключая операцию хонингования брусками на металлической связке.

6. Экспериментально доказано, что хонингование полуэластичными брусками формирует износостойкий микропрофиль поверхности цилиндров. Полученный микропрофиль незначительно изменяется после азотирования и обеспечивает большую опорную длину после периода приработки по сравнению с хонингованием брусками на металлической связке: 44,8.85,6 % и 7,6.46,7 % соответственно при уровне сечения 10.30 %. Повышение износостойкости позволяет снизить величину диаметрального износа цилиндра СШН в 1,5.2 раза и сохранить группу посадки СШН. Для технологического обеспечения износостойкого микропрофиля внутренних поверхностей цилиндров СШН длиной 6000 мм диаметром 57 мм требуется после операции растачивания проводить хонингование полуэластичными алмазными брусками АС 15 63/50 100 МД при частоте вращения хонголовки п = 250 об/мин, скорости возвратно-поступательного движения V2 - 13,4 м/мин, давлении в гидросистеме разжима брусков Р = 0,3 МПа в течение t - 37 мин с применением СОЖ ОСМ-1 (ТУ 0253-038-00148843-2003).

Библиография Долинин, Антон Андреевич, диссертация по теме Технология машиностроения

1. Абразивная и алмазная обработка металлов. Справочник / Под ред. А.Н.Резникова. М.: Машиностроение, 1977. -391 с.

2. Акмаев, О. К. Влияние элементов конструкции оснастки на исправляющую способность операции хонингования / О. К. Акмаев // Актуальные проблемы финишной обработки деталей машин абразивными и алмазными брусками. Уфа: Изд-во УАИ, 1981. - С. 95-97.

3. Акмаев, О. К. Исследование влияния погрешностей изготовления головки на характер изменения сил резания при хонинговании / Акмаев О. К. // Актуальные проблемы финишной обработки деталей машин абразивными и алмазными брусками. Уфа: УАИ, 1981. - С. 95-97.

4. Бабаев, С. Г. Алмазное хонингование глубоких и точных отверстий / Бабаев С. Г., Мамеджанов Е. К. -М.: Машиностроение, 1978. 101 с.

5. Баженова, И. Ю. Самоучитель программиста / Баженова И. Ю. М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2001.-335 с.

6. Беззубенко, Н. И. Силы резания при алмазном хонинговании закаленных сталей / Безубенко Н. И., Бычков В. С. // Синтетические алмазы, 1971, №1.-С. 57-60.

7. Беломытцев, О. М. Исследование износостойкости азотированного слоя цилиндров скважинных штанговых насосов на машине трения / Беломытцев О. М., Перевозников В. К., Иванов А. В., Долинин А. А. // Вестник ИжГТУ. 2008. - № 2 (38). - С. 3-6.

8. Богомолов, Н. И. Некоторые закономерности процесса шлифования металлов / Богомолов Н. И. // В сб.: Синтетические алмазы в промышленности. Киев: Наук, думка. - 1974.

9. Вайнштейн, Б.Н. Рациональные конструкции хонинговальных головок / Вайнштейн Б.Н. // Управление качеством финишных методов обработки: сб. науч. тр. / Перм. политехи, ин-т. Пермь, 1996. - С. 107-110.

10. Вайнштейн, Б. Н. Исследование процесса алмазного хонингования деталей из деформируемых алюминиевых сплавов: дисс. . к-та техн. наук: 05.03.01,-Пермь: ППИ, 1967.

11. Вопилкин, Е. А. Расчет и конструирование механизмов приборов и систем / Е.А. Вопилкин. М.: Высшая школа, 1980. - 463 с.

12. Вопросы расчета и конструирования оснастки, обеспечивающей повышение точности при хонинговании // Труды УАИ. 1973. - Вып. 44.

13. Воронов, С. А. Разработка математических моделей и методов анализа динамики процессов абразивной обработки отверстий: автореф. дис. . д-ра техн. наук: 01.02.06 / С. А. Воронов. М., 2008. - 33 с.

14. Галимуллин, М. JI. Разработка технических средств повышения работоспособности скважинных плунжерных насосов: автореф. дис. . д-ра техн. наук: 05.02.13 / М. Л. Галимуллин. Уфа, 2004. - 25 с.

15. Гориянов, Д. С. Повышение эффективности хонингования сферических поверхностей деталей из нержавеющих сталей: дисс. . к-та техн. наук: 05.02.08 , Самара: СГТУ, 2009.

16. Горленко, О. А. Модель рабочей поверхности абразивного инструмента / О. А. Горленко, С. Г. Бишутин. М.: СТИН. - 1999. - № 2. - С. 25-28.

17. ГОСТ 51896-2002. Насосы скважинные штанговые. Общие технические требования. Введ. 2002-05-30. - М.: Госстандарт России, 2002. -43 с.

18. ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Термины и определения. Введ. 1982-02-18. - М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1982. - 22 с.

19. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. Введ. 1975-01-01. М.: Стандартинформ, 2005, - 7 с.

20. Детали и механизмы металлорежущих станков / Под. ред. Д. Н. Решетова. М.: Машиностроение, 1972. Т. 1 - 664 с.

21. Долинин, А. А. Влияние кинематики хонингования на формирование шероховатости поверхности при использовании полуэластичных алмазных брусков / Долинин А. А., Крылова В. Э. Пермь: Изд-во ПГТУ, 2011. - С. 6063.

22. Допуски и посадки : справочник : в 2-х ч. / Палей М. А., Романов А. Б., Брагинский В. А. Л.: Политехника, 2001. - Ч. 1 - 576 с.

23. Допуски и посадки : справочник : в 2-х ч. / Палей М. А., Романов А. Б., Брагинский В. А. Л.: Политехника, 2001. - Ч. 2 - 608 с.

24. Ермаков, Ю. М. Перспективы эффективного применения абразивной обработки. Обзор / Ермаков Ю.М. М.: НИИмаш, 1982.

25. Желобов, Н. Г. Исследование процесса вершинного алмазного хонингования: дисс. . канд. техн. наук: 05.02.08 / Н. Г. Желобов. Пермь: Перм. политехи, ин-т, 1974. - 197 с.

26. Зайцев, Г. Ф. Анализ линейных импульсных систем автоматического регулирования и управления / Зайцев Г. Ф. Киев: Техника, 1967.

27. Иванкин, В. Ю. Применение теории случайных функций к описанию характеристики рабочей поверхности алмазных кругов / Иванкин В. Ю., Иванкин Ю. Н. // Управление качеством финишных методов обработки: сб. науч. тр. / Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 1996.

28. Иванов, А. В. Особенности выявления специфических требований потребителей в нефтегазодобывающей отрасли / А. В. Иванов // Сб. всерос. науч.-практ. конф. «Проблемы менеджмента качества в современной России». Саранск, 2006. - С. 38-41.

29. Иванов, А. В. Технологическое обеспечение износостойкого микропрофиля поверхности цилиндров скважинных штанговых насосов алмазным хонингованием: дис. . канд. техн. наук: 05.02.08 / А. В. Иванов; Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2009. - 138 с.

30. Иванов, В. А. Алмазное хонингование цилиндров скважинных штанговых насосов / Иванов В. А., Иванов А. В., Хлопин П. А. // Вестник УГАТУ. Уфа: науч. журнал Уфимского гос. авиац.-техн. ун-та. - 2008. - № 1 (26).-С. 113-117.-Т.10.

31. Иванов, В. А. Математическая модель образования шероховатости при хонинговании брусками на металлической связке, эластичной связке и полуэластичными брусками / Иванов В. А., Долинин А. А., Халтурин О. А. -Пермь: Изд-во ПГТУ, 2011. С. 64-74.

32. Иванов, В. А. Управление качеством финишных методов обработки / Иванов В. А. // Управление качеством финишных методов обработки: сб. науч. тр. / Перм. политехи, ин-т. Пермь, 1996 - С. 3-18

33. Иванов, Ю. И. Эффективность и качество обработки инструментами на гибкой основе / Иванов Ю. И., Носов Н. В. М.: Машиностроение, 1985. -88 с.

34. Ивановский, В. Н. Скважинные насосные установки для добычи нефти / В. Н. Ивановский и др. М.: Нефть и газ, РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2002. - 824 с.

35. Идрисов, Р. Т. О влиянии распределения следов обработки на равномерность металлосъема при хонинговании / Идрисов Р. Т., Крючков В. Я. // Актуальные проблемы финишной обработки деталей машин абразивными и алмазными брусками. Уфа: УАИ, 1981. - С. 33-35.

36. Кащеев, В. Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов / Кащеев В. Н. М.: Машиностроение, 1978. - 214 с.

37. Кетков, Ю. Л. Практика программирования Visual Basic, С++, Buildre, Delphi / Кетков Ю. Л., Кетков А. Ю. СПб: БХВ-Петербург, 2002. -449 с.

38. Комбалов, В. С. Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ / В. С. Комбалов. М.: Наука, 1974. - 112 с.

39. Королев, А. В. Теоретико-вероятностные основы абразивной обработки. В 3 ч. Ч. 1. Состояние рабочей поверхности инструмента. /

40. Королев А. В. Новоселов Ю. К. Саратов: Изд-во Саратов, ун-та, 1987. - 160 с.

41. Крагельский, И. В. Основы расчетов на трение и износ / И. В. Крагельский, М. Н. Добычин, В. С. Комбалов. М.: Машиностроение, 1977. -526 с.

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

43. Кремень, 3. И. Хонингование и суперфиниширование деталей / Кремень 3. И., Стратиевский И. X.; под ред. Л. Н. Филимонова. 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение, 1988. - 137 с.

44. Кудояров, Р. Г. Влияние динамических сил на работу алмазных хонинговальных брусков / Р. Г. Кудояров // СТИН. 2006. - № 7. - С. 33-35.

45. Кудояров, Р. Г. Влияние кинематики процесса хонингования на точность обработки деталей / Кудояров Р. Г. // Актуальные проблемы финишной обработки деталей машин абразивными и алмазными брусками. -Уфа: Уфим. авиац. ин-т, 1981. С. 24-27.

46. Кудояров, Р. Г. Технологические основы управляемого процесса алмазного хонингования деталей машин: дис. . д-ра техн. наук: 05.03.01 / Р. Г. Кудояров. Уфа, 2002. - 382 с.

47. Куликов, С. И. Прогрессивные методы хонингования / С. И. Куликов и др. -М.: Машиностроение, 1983. 135 с.

48. Лахтин, Ю. М. Азотирование в тлеющем разряде / Ю. М. Лахтин, Я. Д. Коган // Технология и механизация термической обработки металлов. -М.: Изд-во НИИ Информтяжмаш,1976. 36 с.

49. Лахтин, Ю. М. Азотирование стали / Ю. М. Лахтин, Я. Д. Коган. -М.: Машиностроение, 1976. 256 с.

50. Лахтин, Ю. М. Азотирование стали в вакууме / Ю. М. Лахтин, Я. Д. Коган, С. М. Сошкин // Металловедение и термическая обработка металлов. -1980.-№ 9.-С. 13-15.

51. Лахтин, Ю. М. Материаловедение / Лахтин Ю. М., Леонтьева В. П. -М.: Машиностроение, 1972. 510 с.

52. Лахтин, Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов: учеб. для вузов / Лахтин Ю. М. 5-е изд., перераб. и доп. - М: ТИД Аз-book, 2009. - 448 с.

53. Лахтин, Ю. М. Структура и прочность азотированных сплавов / Ю. М. Лахтин, Я. Д. Коган. М.: Металлургия, 1982. - 174 с.

54. Левин, Б. Г. Алмазное хонингование отверстий / Левин Б. Г., Пятов Я. Л. М.: Машиностроение, 1969. - 111 с.

55. Лоладзе, Т. Н. Режущие свойства алмазно-абразивного инструмента и пути повышения его качества / Лоладзе Т. Н., Бокучава Г. В // Синтетические алмазы в промышленности. Киев.: Наук, думка, 1974. - С. 149-155.

56. Маслов, Е. Н. Теория шлифования материалов / Маслов Е. Н. М.: Машиностроение, 1974. 320 с.

57. Маталин, А. А. Технология машиностроения: учеб. для машиностроительн. вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» / А. А. Маталин. Л.: Машиностроение, 1985. -496 с.

58. Матвеев, В. С. Прогрессивный инструмент для обработки точных отверстий / Матвеев В. С. // Машиностроитель. 1998. - №4. - С. 36-37.

59. Медведев, В. В. Влияние механизма процесса хонингования на качество поверхностного слоя / В. В. Медведев // Передовая технология и автоматизация управления процессами обработки деталей машин. Л.: Машиностроение, 1970.

60. Мельникова, Е. П. Влияние технологических факторов финишной абразивной обработки на качество поверхности / Мельникова Е. П. // Технология машиностроения. 2003.- № 3 - С. 13-16.

61. Мокроносов, Е. Д., Скважинные штанговые насосы / Мокроносов Е. Д., Иванов А. В. // «Регион 18». - 2006. - № 4, - С. 11-12.

62. Мокроносов, Е. Д. Повышение надежности скважинных штанговых насосов./ Мокроносов. Е. Д. М.: Oil&Gas Journal, 2007. - С. 46.

63. Муратов, К. Р. Повышение эффективности финишной абразивной обработки внутренних цилиндрических поверхностей методом растрового хонингования: дис. . канд. техн. наук: 05.02.08. Пермь, 2010. - 153 с.

64. Муратов, Р. А. Траектория движения инструмента при хонинговании / Р. А. Муратов // Повышение качества деталей при окончательных методах обработки: межвуз. сб. науч. тр; Перм. политехи, ин-т. Пермь, 1977. - С. 8387.

65. Наерман, М. С. Прецизионная обработка деталей алмазными и абразивными брусками / Наерман М. С., Попов С. А. М.: Машиностроение, 1971.-223 с.

66. Неделин, Ю. Л. Износ алмазных зерен при хонинговании / Ю. Л. Неделин // Теория и практика алмазной обработки. М., НИИМАШ, 1969. -С. 197-199.

67. Некрасов, В. П. Исследование процесса растровой доводки и закономерностей формирования плоских поверхностей: дис. . канд. техн. наук.: 05.16.01. Пермь: Изд-во ППИ, 1971. - 140 с.

68. Новоселов, Ю. К. Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке / Новоселов Ю. К. Саратов: Изд-во Саратов, ун-та, 1979.-323 с.

69. Ножкина, А. В. Сущность взаимодействия алмазов с металлами / Ножкина А. В., Костиков В. И., Маурах М. А. // Теория и практика алмазной обработки. М., НИИМАШ, 1969. С. 19-25.

70. Огородов, В. А. Имитационная модель процесса алмазного хонингования / Огородов В. А. // Вестник УГАТУ. -2010. № 4 (39). - с. 6068.

71. Оробинский, В. М. Повышение эффективности процесса хонингования / Оробинский В. М., Шаповал В. К., Гильдебранд Л. Г. // СТИН. 1995. - №3. - С. 22-23.

72. Отделочно-абразивные методы обработки. Справ, пособие / Л. М. Кожуро, А. А. Панов и др.; Под общ. ред. П. С. Чистосердова. Минск: Выш. шк., 1983.-287 с.

73. Попов, С. А. Рельеф режущей поверхности абразивных и алмазных брусков / Попов С. А., Наерман М. С. // Абразивная и алмазная обработка: сб. науч. тр. М., 1968. - С. 78-89

74. Рыжов, Э. В. Влияние алмазно-абразивной обработки на несущую поверхность деталей / Э. В. Рыжов // Синтетические алмазы в промышленности. Киев.: Наук, думка, 1974. - С. 139-142.

75. Рыжов, Э. В. Математические методы в технологических исследованиях / Рыжов Э. В., Горленко О. А. Киев: Наук, думка, 1990. -184 с.

76. Рыжов, Э. В. Опорная площадь поверхностей, подвергнутых механической обработке / Э. В. Рыжов // Вестник машиностроения. 1964. -№4.-С. 56-62.

77. Рыжов, Э. В. Оценка опорной (несущей) площади поверхности детали / Э. В. Рыжов, Я. А. Рудзит. Брянск.: Изд-во ЦНИТИ, 1970. - № 55 (126).

78. Рыжов, Э. В. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин / Э. В. Рыжов. Киев: Наук, думка, 1984. - 270 с.

79. Серебренник, Ю. Б. Алмазное вершинное хонингование жесткими, эластичными и полуэластичными брусками / Серебренник Ю. Б. // Синтетические алмазы ключ к техническому прогрессу. - Киев : Наук, думка, 1977. - Ч. 1. - С. 239-244.

80. Серебренник, Ю. Б. Алмазное хонингование стальных деталей методом дозированной радиальной подачи / Ю. Б. Серебренник и др. // Чистовые методы обработки: сб. науч. тр. Пермь, 1971. - С. 71-75.

81. Серебренник, Ю. Б. Вершинное хонингование отверстий полуэластичными брусками / Ю. Б. Серебренник, Н. Г. Желобов // Алмазно-абразивная обработка. Пермь.: Изд-во ППИ, 1976. - С. 3-10.

82. Серебренник, Ю. Б. Исследование процесса алмазного хонингования деталей из сталей 12Х2Н4А и 38ХМЮА / Ю. Б. Серебренник и др.. -Пермь.: Изд-во ППИ, 1968.

83. Серебренник, Ю. Б. Пути интенсификации процесса алмазного хонингования / Ю. Б. Серебренник // Синтетические алмазы в промышленности. Киев: Наук, думка, 1974.

84. Серебренник, Ю. Б. Расширение области применения алмазного хонингования и исследование сравнительной работоспособности брусков на различных связках / Ю. Б. Серебренник и др.. Пермь: Из-во ППИ, 1969. -59 с.

85. Серебренник, Ю. Б. Сравнительное исследование вершинного алмазного хонингования / Серебренник Ю. Б. // Алмазно-абразивная обработка: сб. науч. тр. / Перм. политехи, ин-т. Пермь, 1976. - С. 27-30.

86. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки резанием: справочник / Под ред. С. Г. Энтелиса, Э. М. Бнрлинера. М.: Машиностроение, 1986.-351 с.

87. Соболь, И. М. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями: учеб. пособие для вузов / Соболь И. М., Статников Р. Б. М.: Дрофа,-2006.- 176 с.

88. Соболь, И. М. Получение точек, равномерно расположенных в многомерном кубе / И. М. Соболь, Ю. Л. Левитан. Ин-т прикладной математики, 1976.-№ 40.

89. Соболь, И. М. Точки, равномерно заполняющие многомерный куб / Соболь И. М. М.: Знание, 1985. - 32с.

90. Справочник по технологии резания металлов / под. ред. Г. Шпура, Т. Штеферле; пер. с нем. под. ред. Ю. М. Соломенцева. М.: Машиностроение, 1985.-688 с.-Кн. 2.

91. Старков, В. К. Обработка резанием. Управление стабильностью и качеством в автоматизированном производстве / В. К. Старков. М.: Машиностроение, 1989. - 296 с.

92. Термическая обработка в машиностроении: справочник / под ред. Ю. М. Лахтина, А. Г. Рахштадта. М.: Машиностроение, 1980. - 782 с.

93. Трение, изнашивание и смазка: справочник: в 2 кн. / под ред. И. В. Крагельского, В. В. Лысина. -М.: Машиностроение, 1978. Кн. 1. 400 с.

94. ТУ 3665-004-26602587-2004. Насосы скважинные штанговые и опоры замковые к ним. Технические условия.

95. Фрагин, И. Е. Новое в хонинговании / И. Е. Фрагин. М.: Машиностроение, 1980. - 237 с.

96. Фрагин, И. Е. Точность и производительность при алмазном хонинговании и суперфинишировании / И. Е. Фрагин // Синтетические алмазы в промышленности. Киев: Наук, думка, 1974. - С. 172-177.

97. Куликов, С. И. Хонингование: справочное пособие / С. И. Куликов и др.. -М.: Машиностроение, 1973. 168 с.

98. Чеповецкий, И. X. Механика контактного взаимодействия при алмазной обработке / Чеповецкий И. X. Киев: Наук, думка, 1978. - 228 с.

99. Чеповецкий, И. X. Определение величины приработочного износа и маслоемкости поверхности после плосковершинного алмазного хонингования / И. X. Чеповецкий, В. Л. Стрижаков, А. В. Бараболя // Сверхтвердые материалы. 1986. - № 3.

100. Чеповецкий, И. X., Триботехнология формирования поверхностей / Чеповецкий И. X., Ющенко С. А.; АН УССР. Ин-т сверхтвердых материалов. Киев: Наук, думка, 1989. - 232 с.

101. Чеповецкий, И. X. Основы финишной алмазной обработки / Чеповецкий И. X. Киев: Наук, думка, 1980. - 468 с.

102. Чистов, В. Ф. Исследование влияния концентрации алмазных брусков на эластичных связках / Чистов В. Ф. // Алмазно-абразивная обработка: сб. науч. тр. / Перм. политехи, ин-т. Пермь, 1974. - 138 с.

103. Шнайдер, Ю. Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплуатационные свойства / Ю. Г. Шнайдер. Д.: Машиностроение, 1972.-239 с.

104. Krystek, М. Form filtering by splines / Krystek, M. // Measurement. -1996.-№ 18.-P. 9-15.

105. Krystek, M. Discrete L-spline filtering in roundness measurements / Krystek M. // Measurement. 1996. - № 18 - P. 129-138.

106. Goto, T. A Robust Spline Filter on the basis of L2 -norm / T. Goto, J. MiyakuRa, K. Umeda, S. Kadowaki, K. Yanagi // Precision Engineering. -2005. -№29.-P. 157-161.

107. Hao Zhang. A universal spline filter for surface metrology / Hao Zhang, Yibao Yuan, Weiying Piao // Measurement. 2010. - №43. - P. 1575-1582.

Похожие работы

Машиностроение и машиноведение
05.02.00