автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение производительности процесса и качества поверхностей деталей судовых машин и механизмов при регуляризации микрорельефа на основе совершенствования технологии и оснастки

ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА КОРАБЛЕСТРОИТЕЛЬНЫМ ИНСТИТУТ

ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ СУДОВЫХ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ ПРИ РЕГУЛЯРИЗАЦИИ МИКРОРЕЛЬЕФА НА ОСНОВЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ И ОСНАСТКИ

На правах рукописи

ИВАХНЕНКО Николай Николаевич

05.02.08,—технология машиностроения

Автореферат диссертации па соискание ученой степени кандидата технических наун

Ленинград—1991

Работа выполнена на кафедре технологии судового кашинострс ния Николаевского ордена Трудового Красного Знамени кораблестрс тельного института имени адмирала С.О.Макарова

Научный руководитель - каад.техн.наук,

профессор С.Н.ЮЛОВЬЕВ

Официальные оппоненты - доктор техн.вдук,

профессор Ю.Г.ЩЕЯДЕР канд.техн.наук, доцент Е.В.БЕЗЛОДШЙ

Ведущее предприятие - проясводственное объединение "Заря"

Задета состоится "18" ноября 1991 г. в часов ка засе нин специализированного совета K053.23.0I в Ленинградской орц< Ленина кораблестроительной институте по адресу:

190008, Ленинград, Лоцманская ул., д.З

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЛКИ.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах с подписями, зав! ренныыи печатью, просим направлять в адрес специализированно!*! совета. -

Автореферат разослан Ц Ц октября 1391 г.

Ученый секретарь специализированного совета кавд.техн.наук, доцент О.Е.ЗАСОЛЬКО

ОБЩАЯ ХАР^ИРИСЯЖА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современные судовые ыадины и меха-

зш (СММ) характеризуются повышенными скоростями относительно-

пореыещения деталей, увеличенными нагрузками на их рабочие

верхности, повышенными требованиями к точности, надежности и лговечности в разнообразных и слс-»лых условиях эксплуатации

оздействие морской воды, резкий перепад температур, динаыичес-

э знакопеременные нагрузки, вибрации), что требует повкзения

чества изготовления деталей С"Я и улучшения их экспауатацион-

эс свойств. Решение этой задачи возможно за счет совераенствова-

д технологии изготовления детгней, в первуа очередь - повыае-

1Я качества их чистовой и отдсяс»;.:з.'» обработки, в значительной

:ре влияющей на экепдуатациенггио сьсйства деталей.

Важным показателем, ларакгеригуадм кормалыйгй рзжиы рабо~ ! подвижных сопряжений, являете.*! • вс;.г-гокагость поверхности, ее •лсро рельеф. Разработка и исследована норкх методов финигиой 'работки, обеспечивающих образован:.^ гга поверхности деталей .тулярных, тонко управляемых, аналитически рассчитываемых, ол-сгалъных для конкретных условий глопдуатации микрорельефов -хин кз основных резервов повшегая надежности и долговечности /довыг кпшия-

Большие возможности и персп"--,;гвы з вопросах регуляризации лкрорельефа поверхностей трения ,1-з-ллей судовых машин и ыеха-азиов открываются с применение« ;-сводов поверхностного пластн-еского депортирования (ПЛЛ). Н=ц> :олее универсальны в зтсы от-оиенга! котоди вибрационного накатывания, в основе которых лежит онкое пластическое деформирование паверхностных слоев металла ри слозяс.у относительной перемещении обрабатываемой п:гсрхпости деформирующего элемента.

В настоящее время, несмотря на длительный опыт применения метода вибрационного накатывания, вопрос штияния динамических свойств технологической системы СТО на производительность процесса я точность параметров образуемых микрорельефов изучен недостаточно, рекомендации по их уче'-v в литературе отсутствуют. .

Как известно, поверхности реальных деталей ичечт отклонения от правильной Формы и расположения (овальность, конусообразность, гр.лчальнэе биение и т.д.), а пто, при использовании вибронакатнза ггы в качестве отдел ачио-упрочнятщеЯ операции, влечет за с об о Я из •"■чечне усилия деформирования и, соответственно, параметров образ емого регулярного микрорельефа (Р;4Р>, что отрицательно сказываете па качестве обрабатываемой поверхности. Изменение параметров РМР л .»пот тем больше, чем интенсивнее будут ретичы обработки.

"ирокое применение суц^етвучцих способов образования РМР и соответствующего технологического оснащения сдергивается относите но невысокой их производительностью.

Недостаточно исследозакы зависимости эксплуатационных своЯст от параметров Р;«1Р для деталеЧ судовых машин и механизмов, работа» чих в специфических условиях.

Таким образом, исследования влияния'динамических-свойств'ГС на производительность процесса и точность параметров образуемых РМР, зависимости эксплуатационных свойств деталей судовых чаыяя > механизмов от параметров РМР, а такте разработка новых высокопро: водительных способов образования Р:1Р и средств их тэхнологичесяо ort-г^ения является весьма актуальном.

Работа выполнена з соответствии с тематикой Коордпнатрюнног плана научно-исследовательских работ Ail СССР по проблеме I.II.3. "Долговечность и надежность".

Ц<»лъ паботч заключается в создании более пМ^сктивноЧ расчет пдели, утлтыя'мпе'» динамик:; процесса еибронакатьгзания, позволят z^l '.'"следопать производительность процесса и прогнозировать его

¡отологическое обеспечение, определять геометрические параметры гулярного микрорельефа и на основе се совэряенствовзть суцествуп-э способы регуляряза^ли микрорельефа поверхностей и прэдлотлть вые.

Методика исследования представляет собоЧ сочетание теоретиче-лх и экспериментальных методов исследований. Теоретические чето-базиручтся fia законах и положениях теория махин и механизмов, ■игл^ической геометрии, а также научных основах технологии уали-:тсоения. Для численного моделирования процесса использовалась J EC-I05I. Опитая проверка параметров ретямов и конструктивных зениЧ приспособлен'!1? для микропро^илкровзния, а такт» испытания ï.cktob исследопяни'"! проводились на заводском технологическом обетования с применением современной '.".смерительпоЯ аппаратуры. ;перимснтальные исследования рляаглл PÎÎP на эксплуатационные эЯства деталеЧ C.TJ выполнены на чзтирзхттостсз^ малике трения с кстцыо специально разрзботжнше устройств и ?гяяиче трения СМЦ-2, •л атом использовались кетсды глатсма^к^ясйоЧ ста^астшта с обратной результатов эясперичрнтсз на чйкроЗйЧ "Лскра-226".

Научная новизна работ j заключается в следующем:

- создана ?ттематическ&я модель процесса образования ИР, учя-зачцая дина-гаку технологической с:<:сте\уг; для обеспечения численно моделирования процесса на ЭР-.', разработаны алгоритмы, реализо-даые в виде программ;

- на основе созданной моделу теоретически исследовано и экс-эиментально подтверждено влияние,- динамических свойств ТС на точ-;ть параметров образуемого микрорельефа и производительность зцессэ;

- предложена методика, получены аналитические зависимости и зрчботаны номограммы определения параметров РКР в зависимости технологических рекиуоя обработки при рационально?} производи -тьности;

« разработаны нобыо высокопроизводительные способы, устройства и инструменты для образования регулярных микрорельефов, защищенные авторскими свидетельства].«,!! сформулированы предложения ю совершенствовании традиционных технологий;

- исследовано -влияние режимов микропрофилирования и парамет ров образуемых РМ? на эксплуатационные показатели деталей судовь ыалшн и механизмов и разработаны рекомендации по их технологичес кому обеспечению.

Практическая значимость работы заключается в возможности а>-лизировать на стадии разработки процесса образования РМР его щ иэвоаительность и точность на основе .созданной расчетной модели; а разработке алгоритмов к соответствующих программ для численно) моделирования процесса на ЕС ЭВМ, рекомендаций по технологическс му обеспечения образования РКР с заданными параметрам; в разраб< ке методики и номограмм определения технологических режимов и п; раметров образуемых Р!.!?;в разработке высокопроизводительных спос! бов, устройств и инструментов для образования РМР, защищенных а: торскиыи св:!детельстБамн; в оценке влияния параметров образуемы: на оксгдуатационные показатели деталей и узлов судовых малин и : хаиизмов; в использовании стих результатов в судовом иашиностро нпи и других отраслях.

Видлсс.ние результатов работы. Результаты исследований и ра работанныо конструкция технологической оснастки внедрены на Хо сопском судостроительном загюде при изготовлении судовой армату с экономическим эффектом 21 тыс.рублей; на Николаевском конденс торном заводе "Буг" при изготовлении направляющих штампов с око комическим аффектом 36,5 тыс.рублей; на производственном объели некий "Заря" при изготовлении золотниковых пар клапанов постоян

того перепада (КПП) топливных насосов-регуляторов газотурбинных двигателей (ГТД); на Николаевском объединении по выпуску смазочного и фильтрующего оборудования при изготовлении плунжеров насосных многоотводных станций Ш-5М и в экспериментальном производстве Цроектно-хонструкторского бюро элактрогидравхяка (ПКБЭ) АН УССР.

На защиту выносятся:

- математическая модель процесса образования РМР,згчатнзаппгя цшамику технологической системы, теоретическое ее исследование и экспериментальная проверка с целыо определена влияния динамических спойстэ ТС из точность пара"етров РМР и производительность процесса;

- иетодика, анаднтичнскке ;с-й;;ошост«,;;омограмш определения параметров РМР;

- рекомендации по техкологэтосгсчу обеспечении образования PK? г зпдаш;".'.;и параметрах;

- разработка новых высокопроизводительных способов, техноло-гчпеских устройств и инструментов для образования PHP, защищенных авторскими свидетельствами;

- экспериментальные стееды я устройства, позволяющие моделировать работу деталей в узлах судовых"калин и механизмов; результаты экспериментальных исследован.: Я, подтверждающие влияние параметров РКР на эксплуатационные гоказатели деталей и узлов судовых .;ашн н авхатзхоа;

- результаты внедрения работы в промышленности.

Дпробапля о чботы.

Основные положения и результаты работы докладывались и обсузда-

тась:

- на научно-технических конференциях, проводимых в Николае! ском кораблестроительном институте им.адмирала С.О.Макарова в 1976-1990 гг.;

- на Всесоюзной научно-технической конференции "Использова ние методов поверхностно-пластического деформирования материале в машиностроении" в г.Владимире в июне 1981 г.;

- на отраслевой научно-технической конференции "Состояние пути поышения технического уровня и качества судовых устройств оборудования и средств механизации" в г.Николаеве в мае 1986 г.

- на Всесоюзной научно-технической конференции "Совреиенга проблемы триботехнологии" в г.Николаеве в сентябре 1988 г.;

- на региональной научно-технической конференции "Интенскс кация производства и повышение качества изделий поверхностным пластическим деформированием" в г.Тольятти в мае 1989 г.;

- на Всесоюзной школс-семинаре "Электрофизические методы технологии воздействия на структуру и свойства металлических м териалов" в г.Николаеве в сентябре 1990 г.

Птамп с микро- и макропрофилированными направляющими демо стрировался на ДЩХ СССР в 1989-1990 гг.

Публикации ; основное-содержание диссертации изложено в вятк статьях, отчете по научно-исследовательской работе, двух сборниках тезисов докладов и шзсти авторских свидетельствах.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести гла) выводов, списка литературы и приложений.

Обций объем работы составляет 280 страниц, в том числе .' страниц мааинописного текста, 88 рисунков и 17 таблиц. Списб: литературы включает в себя 132 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДШАН1Е РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследования произво-етельности процесса и качества поверхностей деталей судовых машин механизмов при образовании регуляр-тых ?лвсрорельефов на основе со-гршенетвования технологии и осчастяи. Сформулирована цель исследо-аний, изложены новые научтае результаты и основные положения, вы-оеи\«чё на защиту.

3 первой главе анализируется методы триботехнологического Аеспечсния долговечности судовых чалгин и механизмов и г.зделено качестве перспективного направление регуляризации чикрорелье-М оперхностей детале*.

Действенность и •»•У^ктипнолть регулярна'чугл макрорельефа подвержена ««огочиелентгчи экспериментальная! рабстччи (Ю.Г.Лнейдср^ •В.Рытоп, А.Г.Суслсв, Л.Г,Одинцов, В.А.Готюхоя , и.И.Мулин, II.А. азов и др.) и отмтсч испол! зозг-ння а различных отраслях малнно-троения.

Рассмотрены основные технологические метода образования регу-ярных микрорельефов на поверхностях деталей, изложенные э техни-[сской литературе, классификация видов рельефов и параметров провеса. определяющие значения гчог;'Л'уяческих характеристик рельефа, ¡опросы нормирования и технологического обеспечения образования ¡егулярных микрорельефов.

Показана необходимость уче"-» три проектировании технологиче-;ких процессов и средств технологической оснастки динамики ТС т кроггооф хтарованич.

Офгрслироисич апдячк настоящего исследования:

I. Создать чатегитичемстя модель процесса образована* регу-тярнчх чикрорель^ов различных видов с учетом династия процесса, :оавол<гот'-э анализировать производительность и определять техно-юпшеские параметра, исходя ия эяданках значений параметров ВЛР.

2. Исследовать созданную модель процесса с учетом технологически неизбежных погрешностей формы к расположения поверхностей обрабатываемой детали с цель» корректировки расчетной методики.

3. Разработать расчетную инженерную методику определения режимов вибронакатывания по исходна« параметрам РУР при рациональной производительности. . .

4." Создать новые высокопроизводительные способы, устройства и инструменты для образования РМР и предложить пути совершенствования традиционных.

.5. Использовать разработки в судовом малиноотроер-.и и другие отраслях народного хозяйства, предварительно исследовав влияние параметров F4P на эксплуатационные показатели деталей и узлов судовых машин _и механизмов.

Во втотгЯ главе приведена принципиальная схема (рисЛ) про -песса вибронакатывания. Определены факторы, влияющие на динамику процесса образования P!JP, к которым относятся технологические погрешности, наличие упругого элемента, силы трения и др.

Для анализа динамики процесса вибронакатывания разработана-расчетная схема (рис.2).

Условные обозначения, принятые, на схеме: /77 - масса всех по стулательно перемецатщихся частей приспособления; ïï)i и - масса y. момент инерция массы относительно центра тятести »5 рычага ADO ; ITii ~ масса прутичного прнтича; îff - момент инерции мае сы ротора электродвигателя и эксцентрика, приведенный к валу экс '">-~'?т;ика: 1/5i - угловая скорость Еала электродвигателя приспособления; 20 - постоянная угловая скорость детали; <5" - радиальче биение детали в патроне стачка; С - эксцентриситет приводного эксцентрика; С , ß - уесткость и коэффициент линейного д<?': ^ит

я нруичи; Д _ предварительное сжатие и натяг пружины; âj .~т~ед»прителт>ни'3 натяг инструмента в деталь; £ - коэффициент тр< .-:.<•« ц напрчиячаях ггоиспосолления; плечи рычага: CTU,faitht,hm

>

I-электродвигатель, 2-эпсц®г?рзя, З-дефорнарупций инструмент» 4-пигжпиа, 5-рычазганй H3«:rîS'j.

Рие.1. Прзкцзпзальяая ezsva

Рас. 2. Расчетная дакаотчгсяая exeva Езбропакать-ЕЕигя.

Динамическая модель процесса вибрснакэтывания представляет собой систему с дву(я степенями свободы, где угол поворота эксцентрика ^ и перемещение £ конца деформирующего инструмента приняты в качеств? обобщающих координат.

Уравнения движения систе:« составлены с помощью уравнений Лагоанта второго рода, которые после подстановки вира*ениЯ действующих сил, координат и скоростей, последующего преобразования и дифференцирования мо'-но представить следующим образом:

-blx*5sQf'<Sz}

Bri'.ciy существенной нелинейности выведенные циЗДер^нциадьнне ура?н»чич решались численным методом (методом Рунге-Кутта) на ЭВМ.

Пр/ выполнен':;! расчетов по уравнениям исследовалось влияние на динамику процесса пибронакатавачия следупяих параметров: угло-воТ скорости вращения детали U) и ее биения <Г , радиусов детали Ri и дефорчнру-.щего инструмента , величины предварительного натяга (глубины внедрения) инструмента в деталь Aj , а такте других конструктивных и технологических Факторов.

Аналитическое выражение радиального биения в зависимости от угла tpzu)i с учетом принятой ехчма (пяе.З.а), чо»но записать в i'COSLf). При установке детали с биением <5* и ее вр'.щечии г у "г. оро? скоростью ей происходит изменение натяга де-формируощ^гс инструмента А^ , при атом в'-гра^ение для определения текущего натяга (рис.3,6) будет иметь вид

Ai^'AfG/zU-cosrit)-*.

Так как натяг характеризует глубину fl канавки, котора аналитическими зависимостями связана с параметром микрорельефа F, (относительной плоачдьп канавок), то введение гэтих зависимостей в прсгпа;лг/ позволило исследовать расчетную модель процесса в распи сгнием варианте, во взаимосвязи, с техиалатеслэд» регамншк Г1 - чистота, глазения, S - подача, е - оксцен-

Рзс.З. Crs«a гзаачэдеЯстгэя дефор"-ярув!цчго ст!эт;г'-лг*ггэ с детальо прз иалячст йивкая.

трнситет, 1 - отнопсняе частот вращения детали и привода).

Результаты расчетов представлены в табличной форме. Для большей наглядности часть их реализована в виде графиков, выполненных на графопостроителе ЕС-7051!".

Для определения адекватности расчетной модели были выполнены замеры Ь и Ь канавки на образцах и деталях, вибронакатанных на одинаковых с расчетные ре;г.:мах и величинах технологических погрешностей. Анализ расчетных и экспериментальных данных показал их достатгмо хорошее совладение,Расхождошя составам 10...202.

Исследование динамики процесса вибронакатывания тзволилс решить сл едущие задачи:

- обеспечить получение значения параметров РМР в заданных пределах, чтр повтаает качественные характеристики обработанных поверхностей;

- выявить диапазон частот вспенил детали для обеспечения максимальной производительности процесса и заданной точности параметров образуемых В>!Р;

- установить рациональные характеристики приводов приспособлений для вибронакатывания.

Установлено, что при полном радиальном биении, не превмаая-чем 0,05 мм, еозмот-Ио увеличение угловоЯ скорости детали до 30 р/с (частота врзцения до 300 об/мин), что соответствует повыяетм производительности в несколько раз, при этом изменение параметра /7/ не псезядает 10...15Й. Дальнейшее увеличение частоты впаценяп при данных значениях технологических погрепностеЯ мотет вызвать в процессе обработки изменение величины натяга мегду деталью и инструментом до 30^ у. более.

Реальные обрабатываемые детали име^т отклонения формы в поперечном и продольном сечениях, и вывод о точности параметров РМР

их учетя - н-полный и не отражает действительного рассеяния Поотому были выведены выражения текущего натяга й^

учитыващие отклонения Формы а поперечном (овальность и огранка) и продольной (кочусообразность, бочкосбразность и седлообразность) сечениях, я выполнены расчетные исследования на ЭВМ, результаты которых представлены в виде графиков.

Для повышения точности определения параметров микрорельефа э производственных условиях разработана методика, основанная на методе отпечатков, и приведен пример ее использования.

Таким образом, результаты исследований подтверждает, что повышение производительности процесса и получение параметров микрорельефа с заданными допуска1«* невозможно без учета динамики технологической системы.

В третьей главе уделено пи им ан и а разработке и исследован:«?» методов образования регулярных микрорельефов и средств их технологического оснащения, обеспечиз.т-таих повышение производительности.

Исследование расчетной модели процесса вибронакатчзания позволило поставить на научную основу проблему повышения производительности традиционных технологий за счет ретинчой интенсификации процессов микропт>оФчлирования. Для реализации ятой возможности рая работами ксиструкдага приспособлений с применением «исочоойорот-ных при водов, кулачн овчх и рччачнчх механизмов, а ттг»е устройства сепараторного ти^а, которые позволят автоматизировать процесс образования РМР.

Дальнейшим развитием идей микропрофилирования являются методы безвибоацяонного образования Pi.JP .(динамическая обработка, ияка-тывание и жтачпоака). Предложенная технологическая оснастка для осуществления безвибрационных методов в значительной степени изменяет их технологии и повтаает производительность.

Анализ расчетной модели процесса вибронакатывания и существующих методов образования РМР показал также принципиально иной путь получения регулярных митфорельеФов - чуть отказа от последовательного митоопрофилировяния ч пользу ичтптьсного (.тля определен-

«ото класса деталей). С этой целью предлокены способ образования РКР, основанный на использовании электрогидрамичеекого эффекта СоГЭ), обладающий высокими энергос.иловыми параметрами и производительностью процесса, а ташг.е устройства для его реализации.

В четвертей глав» рассмотрены вопросы технологического обеспечения образования регулярных микрорельефов я их нормирования. В результате предложена дополненная с учетом динамики процесса 'расчетная методика технологического обеспечения образования РМР, которая позволяет определить параметры режима вибронакатывания по заданным значениям параметров микрорельефа и их допускам при рациональной производительности.

Расчет по дополненной методике производится в следующем порядке:

- определение параметров режима по значениям параметров микрорельефов;

- определение параметров Ь и рц и «х отклонений по найденным значениям параметров режима к заданным значениям технологических погрешностей;

- цроверка условия /уу " А Рц < Рнр < *

- вьдача результатов окончательного выбора параметров режима вибронакатывакия /} , 5 « X и допустимых значений технологически погрешностей;

Рассмотрен пример использования принятой методики при назначении параметров режима виброкакатывания цилиадрических направляющих. Установлено, что при назначенных параметрах режима для обеспечения изменения />/ в пределах технологические погрешности не должны превышать 0,05 мм.

Повьиение надежности плунжерных пар насосов переменной производительности (НПП) достигается нанесением на рабочей поверхности (например, плунжере) системы не только непрерывных синусои-

дальных, но и винтовых, кольцевых канавок, а также дисярет!шх карманов. Получены расчетный зависимости между параметрами режима и геометрическими характеристиками этих видов рельефов. Для сокращения объема вычислительных работ разработаны номограммы, позве-ляхЯие определять параметры режима в зависимости от параметров микрорельефа. Примеры номограмм приведены на рис. 4.

Создание требуемых микрорельефов на поверхностях деталей судовых машин и механизмов осуществлялось с применением разработанной технологической оснастки. Контроль параметров образуемых РМР производился на профилографе и инструментальном микроскопе по разработанной методике.

Значения параметров режима и геометрические характеристики образуемых при этом РМР для разных деталей представлены в табличной форме, что удобно для использования на практике.

Выполненные исследования точности процесса образования Р.'Р подтверждают возможность его применения в качестве окончательной размерной обработки.

3-пятой главе представлены результаты экспериментальных исследований влияния регулярных'микрорельефов на эксплуатационные показатели деталей судовых машин и механизмов.

Температурный параметр наиболее четко отражает условия трения, их изменение и зависимость от различных факторов, в частности от микрорельефа трущихся поверхностей. Для исследования влияния микрорельефа на температуру при трении деталей, работающих а условиях малых зазоров и плохой смазки, была выбрана цилиндрическая направляющая пара вырубного атампа.

Испытания проводились на модернизированной чстырехпостовой машине трения в условиях трения скольжения при возвратно-поступа-

Ря". Нокгограииы с полосой (а) я крестовым траиспораитои (б) для определения параметров микрорельефа.

тельном движении. Для измерения температуры использовались хро-мель-копелевые термопары. Материал образцов сталь 20, НйС 58... ...60. Относительная площадь микроканавок испытываемых образцов рн = 30, 45 и 6СЙ. Наряду с замером температуры определялся износ образцов.

В результате проведенных испытаний установлено, что оптимальной, т.е. обеспечивающей минимальные температуру и износ при трении относительной площадью микроканавок, при заданных условиях работы, является Рн = 45/5 с отклонением в пределах ¿5%. Эксплуатационные свойства (герметичность,- величина сдвиговых усилий и долговечность) гидропривода поворотного затвора определяются надежной работой резкнометаллических уплотнительнипар.Одним из путей улучшения этих показателей является оптимизация микрорельефа поверхности контртела. Для исследования влияния микрорельефа рабочей поверхности поршня гидропривода после разных видов обработки на величину сдвиговых усилий и герметичность уплотнительных пар бил разработан и изготовлен стенд, а также образцы поршней-штоков из стали 45. 3 качестве уплотнений использовались резиновые кольца круглого сечения типа ИРП-3012. Герметичность уплотнений наезнде определялась по утечкам масла, которые фиксировались весовым способом.

"В результате исследований установлено, что наибольшее повышение герметичности и снижение сдвиговых усилий обеспечивается при 1У виде РМР (гексагональной формы) и отклонениях параметров микрорельефа на более 10...15%.

Основное причиной выхода из строя уплотнительных узлов непо-лноповоротного действия в гидрозатпорах является их повышенный износ. Для выявления влияния вибронакатывания и других технологических методов на износостойкость сопрягаемых поверхностей были

проведены экспериментальные исследования. Материалы испытываемых образцов: бронза Аф9-2, сталь 09ХГ7Н7Ю1, резина КРП-3012. Испытания проводились на машине трения СМЦ-2 по схеме ролик-колодка. Анализ результатов испытаний показал, что значительное снижение износа образцов наблюдалось в парах с роликами, поверхности которых были вибронакатаны и обкатаны роликом с рельефом. Установлены режимы к параметры образуемых микрорельефов и их отклонения.

Гарантийный срок эксплуатации рулевой машины в целом определяет детали, имеющие малую предельную величину и большую скорость износа. В результате статистической обработки обмеров пар трения ремонтируемых КПП рулерга малин подтверждено, что плунжерная пара является главной и проблема повышения ее долговечности актуальна. Для этого были выполнены экспериментальные исследования влияния на скорость износа материалов плунжерных пар, термического упрочнения поверхностных слоев я регулярного микрорельефа с разной геометрией (синусоидальные, винтовые и кольцевые капавки,дискретные ыикрокарманы).Испытания осуществлялись на четырехпостовой малине трения. Результаты показали, что термическое упрочнение сникает скорость износа на 30...4Сй; образование РМР на поверхностях плунжерных пар повьсает их износостойкость в 1,5...2,5 раза, а иенос в процессе приработки уменьшается в 2... 4 раза. Выявлены параметры микрорельефа и пределы их изменения, а также параметры режимое иикропро^илцровакия.

В шестой главе приведены практические результаты работы. Было выполнено микропрофилирование рабочей поверхности золотника клапана постоянного перепада (КПП) топливного насоса ИД. Вследствие ы&льгх зазоров золотник схватывался с поверхностью втулки, в результате чего происходила самопроизвольная остановка двигателя. После установки аолотнлка КППс микрорельефом схватывание и гакли-

нивание последнего отсутствует. Для повышения работоспособности смазочных многоотводных станций Ш-5М было выполнено к:перепрофилирование рабочих поверхностей плунжеров насосных секций. Ревизия секций, произведенная после испытаний по завода-изготовителя, показала, что на поверхностях плунжеров отсутствовали натиры и задиры. Регулярный микрорельеф сохранился полностью на дозирующей стороне плунжера, и частично на нагнетаэдей стороне. Насосная станция продолжает эксплуатироваться в рабочем режиме.

Внедрение вибронакатывания в технологии изготовления порта: зй поворотных гвдрозатворов позволило повысить их надежность за счет повышения-герметичности уплотнительных пар и снижения усилия страгипания. Годовой экономический эффект от внедрения этого процесса на судостроительном заводе в г.Херсоне составил 21 тыс.рублей.

Виброзыглазизаниб цилиндрических направляющих пар вырубных штампов повысило их про т и во а ад ирную стойкость {следы задиров и схватываний на поверхностях колонок отсутствовали). Годовой экономический эффект от внедрения технологии вибровыглажизания составил 36,5 тыс.рублей.

Результаты работы могут быть использована в других механизмах с целью повышения их долговечности и надежности, а также в различных отраслях промышленности.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработана математическая модель процесса образования регулярных микрорельефов различных зэдов с учетом динамики технологической системы, позволяющая анализировать производительность и определять технологические параметры исходя из заданных значений параметров микрорельефа.

2. Разработаны алгоритмы, реализованные в аиде программ,обес-

печивапцие численное моделирование процесса вибронакатывания на ЭВМ. Созданная модель позволяет значительно сократить объем.экспериментальных исследований, что подтверждает перспективность математического моделирования динамики процесса "образования .РМР.

3. На основе разработанной модели теоретически исследовано и экспериментально подтверждено влияние технологически неизбежных погрешностей на точность параметров образуемого микрорельефа и производительность процесса. Результаты расчетов представлены в виде графиков и таблиц и могут быть использованы при разработке технологии образования РМР.

4. Цредложена дополненная с учетом динамики процесса расчетная инженерная методика технологического обеспечения образования РМР, применение которой позволяет повысить точность -параметров образуемых микрорельефов. Получена аналитические зависимости и построены номограммы для определения параметров микрорельефа и технологических режимов.

5. Установлены расчетные рациональные диапазоны угловых скоростей детали: до 10 рад/с (частота вращения до 100 об/мин) при суммарной погрешности, не превышающей 0,1 ш; свыше 10 до 30 рад/с (частота вращения 100...300 об/мин) при погрешности не более 0,05 мм. При реализации процесса образования РЫР в условиях производства с целью получения их параметров с высокой точностью величина технологических погрешностей не должна превышать 0,05ым.

6. Разработаны конструкции приспособлений для образования микрорельефов, защищенные авторскими свидетельствами, повышающие производительность процесса, расширяющие технологические возможности за счет создания иикрорельефа с переменными параметрами,

позволяющие автоматически регулировать усилие деформирования для компенсации технологических погрешностей.

7. С цель» повышения производительности процесса образования Р1.5Р при обработке деталей массивных и сложной формы с небольппй

протяженностью обрабатываемых поверхностей, требутадих значительных затрат на наладку оборудования и приспособления, разработаны устройства, основанные на использовании импульсных методов, которые обладают высокими онергосалОЕЫми параметрами.

8. Вибрационное накатывание не изменяет точностные характеристики и закон рассеяния диаметральных размеров детали, достигнутые на предыдущей операции, что дзет возможность использовать его как способ окончательной размерной обработки.

9. Результаты экспериментальных лссло;:овак?Л и производственных испытаний позволили выработать рекомендации практического характера по назначения параметров режима образования регулярных микрорельефов, а также их геометрических характеристик для деталей мазин и механизмов, работающих в разнообразных эксплуатационных условиях.

10. Создание системы регулярно расположенных микроканалов на рабочих поверхностях золотников, плунжеров и направляющих повысило их протязозадирную стойкость, исключило заклинивание и схватывание золотников и плунжеров, улучшило температурный режим их работы, повысило износостойкость. Создание микрорельефа на деталях резинометаллических уплотнений узлов' обеспечило повышение их герметичности, снижение сдвиговых усилий.

11. Результаты работы используются при изготовлении деталей узлов судовых мазин и механизмов на предприятиях отрасли с суммарным годовым экономическим эффектом 57,5 тыс.рублей.

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1. йвахненко H.H. Износостойкость пар трения судовой арматуры с регулярным микрорельефом // Труды ШИ. -Николаев, 1979. -Вып. 148. -С. 12-15.

2. йвахненко H.H. Исследование работоспособности плоских уп-

лотюггельных поверхностей судовой арматуры с оптимизированным микрорельефом: Отчет по НИР /НКИ. Руководитель - Соловьев С.Н. -

*ГР 78030483. -Николаев, 1Э7Э. -С.48.

3. Йвахненко H.H. Герметичность уплотнительных пар гидроприводов затворов с вибронакатанными поршнями // Надежность, трение и смазка судовых машин: Сб.лауч.тр. -Николаев; ЛГИ, 1982. -С.60-64.

4. Йвахненко H.H. Влияние микрорельефа на температуру при трении // Надежность судовых машин: Сб.науч.тр. -Николаев: НКИ,1983. -С. 33-37.

5. Йвахненко H.H. Устройство для испытания пар трения // Ин-• форм.листок Jr83-8Q. ЩТИ. -Одесса, 1983.

6. Йвахненко H.H., Николаев АЛ. Износостойкость пар трения с микрокарманамн // Надежность судовых машин: Сб.науч.тр. -Николаев: НКИ, 1964. -С.47-50.

7. Йвахненко H.H., Мирошниченко З.Е., Козленко A.A. Повышение износостойкости плунжерных пар насосоЕ рулевых машин технологическими методами // Технология судового машиностроения: Сб.науч.тр. -Николаев: НКИ, 1986. -С.27-32.

8. '¿азуровский Б.Я., Соловьев С.Н., Йвахненко H.H. и др. Устройство для ударно—упрочняющей обработки поверхностей отверстий. -А.с.»1317796 СССР, Б.И. £22, 1987.

9. йвахненко H.H., Козленко A.A. Устройство для накатывания. -A.c. №1362508 СССР, Б.И. £48, 1987.