автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Повышение ресурса поршневых компрессионных колец при изготовлении сменно-запасных частей в судоремонте

На правах тасописи

Г

Ефремов Сергей Юрьевич

ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА ПОРШНЕВЫХ КОМПРЕССИОННЫХ КОЛЕЦ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ СМЕННО-ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ В СУДОРЕМОНТЕ

Специальность: 05.08.04 «Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород - 2005

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волжская государственная академия водного транспорта»

Научный руководитель - доктор технических наук,

доцент Ю.И. Матвеев

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В. А. Скудное

кандидат технических наук, Е.В. Фунтикова

Ведущая организация: ОАО ЦКБ НПО «Судоремонт»

Защита диссертации состоится 1 июля 2005 года в АТ"*часов на заседании диссертационного Совета Д 223.001.02 при ФГОУ ВПО ВГАВТ по адресу: 603600, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5, аудитория 231

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО ВГАВТ.

Автореферат разослан мая 2005 года

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В системе водного транспорта перед судоремонтными предприятиями стоят задачи повышения качества, сокращения сроков ремонта судового оборудования, изготовления сменно-запасных частей в необходимом количестве, снижение затрат на сырье, энергию и материалы.

Существующая тенденция переоборудования судов речного флота для работы в условиях прибрежного морского плавания требует высокой надежности их эксплуатации в течение длительного периода времени, что в значительной степени определяется техническим состоянием главных и вспомогательных дизелей.

В свою очередь, опыт эксплуатации судовых дизелей показывает, что сроки проведения текущих и средних ремонтов, экономичная и надежная работа двигателей определяются техническим состоянием деталей цилиндро-поршневой группы (ЦПГ). Эти детали, особенно поршневые компрессионные кольца (ПКК) и втулки цилиндров, работают в экстремальных условиях граничного и сухого трения, высоких температур, значительной механической и тепловой напряженности, при воздействии агрессивной среды. В результате ресурс серийно выпускаемых в настоящее время запасных деталей оказывается ниже нормативных значений, что вынуждает исследователей изыскивать пути, методы и технологии, способствующие решению актуальной проблемы — повышению действительного ресурса трибосопряжения «ПКК — втулка цилиндра». Решение подобной задачи невозможно без комплексного подхода, учитывающего современные достижения трибологии, материаловедения, теории и практики ремонтного производства.

Фундаментальные и прикладные проблемы трибологии и триботехники рассматриваются в работах Э.Д. Брауна, Н.А Буше, Д.Н. Гаркунова, Ю.Н. Дроздова, И.В. Крагельского, Л.И. Погодаева, А.А. Полякова, А.В. Чичинадзе и других.

Труды известных ученых В.М. Кряжкова, Ю.Г. Кулика, М.А Масино, И.А. Мишина, М.К. Овсянникова, А.П. Семёнова, Ю.В. Сумеркина, М.М. Тененбаума, Ю.Н. Цветкова, В.И. Чернова, В.А Шадричева посвящены проблемам повышения эффективности ремонтного производства.

Вопросы теории и практики повышения работоспособности деталей машин освещены в работах В.М. Андрияхина, А.В. Асташкевича, О.А. Борчевского, B.C. Горобца, Н.Ф. Голубева, А.П. Ермакова, Ю.Е. Ежова, А.В. Криулина, А.Я. Кулика, В.В. Кудинова, В.А Скуднова, А.Д. Соколова, Н.С. Молодцова, А.П. Пимошенко, В.Б. Хмелевской.

Большое внимание деталям ЦПГ судовых, тепловозных и автомобильных двигателей в своих работах уделяют А.В. Асташкевич, Б.Я. Гинцбург, Ю.И. Матвеев, P.M. Петриченко, Л.И. Погодаев, А.Н. Устинов, К. Энглиш.

Весь объем фундаментальных и прикладных работ, выполненных в данных областях, позволил разработать, практически и научно обосновать массу современных ресурсосберегающих технологий и решений, направленных, в конечном итоге, на повышение работоспособности пары трения «ПКК -втулка цилиндра».

Однако на предприятиях Министерства транспорта РФ большинство этих решений и технологий до сих пор не востребованы и запасные детали к судовым дизелям и сейчас выпускаются по технологиям 70-х годов. Это обусловлено, прежде всего, сложившейся на сегодняшний день в России экономической ситуацией, когда предприятия не готовы вкладывать средства в освоение и внедрение новых технологий.

Следовательно, актуальной в настоящее время становятся задачи разработки и внедрения на судоремонтных предприятиях эффективных и доступных технологий с малым сроком окупаемости, позволяющей в то же время увеличить сроки проведения межремонтных периодов судов.

В качестве главных на судах речного и смешанного «река-море» плавания используются судовые среднеоборотные двигатели (СОД). Они, в конечном итоге, и определяют провозную способность речного транспорта.

Целью работы является разработка промышленной технологии изготовления ПКК с износостойким покрытием, обеспечивающей повышение ресурса деталей ЦПГ СОД.

Для достижения поставленной цели решались задачи:

1 Установить причины выбраковки деталей ЦПГ СОД, проанализировать условия их работы и особенности протекания процессов изнашивания.

2 Обобщив опыт передовых отечественных и зарубежных двигателе-строительных предприятий, и проведя аналитический обзор работ, посвященных вопросам повышения износостойкости трибосопряжений, обосновать метод повышения износостойкости рабочих поверхностей ПКК СОД.

3 На основании исследований выбрать материалы покрытий, обладающие высокими эксплуатационными характеристиками.

4 Провести оптимизацию режимов нанесения покрытий.

5 Определить влияние химико-термической обработки (ХТО) на свойства покрытий.

6 На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработать и внедрить на предприятиях водного транспорта ресурсосберегающие технологии с использованием метода электродуговой металлизации (ЭДМ).

Научная новизна работы заключается в следующем:

1 Обоснована целесообразность применения ЭДМ для повышения работоспособности деталей ЦПГ. Впервые предложено покрытие для ПКК судо-

вых СОД, представляющее собой псевдосплав «сталь-бронза» с высокими триботехническими и адгезионными характеристиками.

2 Разработаны обобщенные критерии для оценки работоспособности и выбора материалов и покрытий деталей, работающих в условиях трения.

3 Получены регрессионные уравнения, связывающие технологические режимы нанесения сталь-бронзовых псевдосплавов с их адгезионными и триботехническими характеристиками, определены оптимальные режимы послойного формирования псевдосплавов на рабочую поверхность ПКК.

4 Доказано положительное влияние химико-термической обработки (ХТО) на триботехнические характеристики сталь-бронзовых псевдосплавов.

На защиту выносятся:

1 Результаты исследования микроструктуры, химического состава и механических характеристик сталь-бронзовых псевдосплавов, полученных методом ЭДМ..

2 Результаты сравнительных триботехнических испытаний материалов и покрытий ПКК СОД и обоснование материала покрытия с высокими эксплуатационными характеристиками.

3 Оптимизация режимов нанесения сталь-бронзовых псевдосплавов на рабочие поверхности деталей машин.

4 Технологический процесс изготовления ПКК с износостойким покрытием.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1 Разработан технологический процесс изготовления ПКК СОД с износостойким покрытием, на ООО «Метмаш» (ранее - ОАО «Завод Нижегородский Теплоход») изготовлена опытная партия поршневых колец.

2 Определены оптимальные режимы нанесения сталь-бронзовых псевдосплавов на рабочую поверхность деталей, изготовленных из серого чугуна.

3 Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке инженеров-механиков.

4 Внедрение результатов диссертационной работы в производство позволит увеличить сроки межремонтных периодов, повысить экономичность и надежность эксплуатации судовых дизелей, сократить потребность в запасных деталях ЦПГ СОД.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением современных оборудования и методик исследований, значительным объемом экспериментальных данных. При обработке и анализе данных использовались методы корреляционно-регрессионного и математического анализа, привлекался аппарат математической теории планирования эксперимента.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции, посвященной 35-летнему юбилею кафедры «Автомобильный транспорт» (Н. Новгород, 1998);

научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ВГАВТ (Н. Новгород, 2003); III Международной конференции «Энергодиагностика и Condition Monitoring» (H. Новгород, 2000); VII Нижегородской сессии молодых ученых (Дзержинск, 2002); VIII Нижегородской сессии молодых ученых (Дзержинск, 2003); VII Всероссийской молодежной научной конференции «Королевские чтения» (Самара, 2003).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и 5 приложений. Основной текст диссертации изложен на 112 с машинописного текста, в том числе 26 рисунков и 13 таблиц. Список библиографических источников включает 145 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследований, показана научная новизна и практическая ценность. .

В первой главе выполнен аналитический обзор работ, посвященных проблеме повышения ресурса трибосопряжения «поршневое кольцо— втулка цилиндра»

Показано, что к числу наиболее мощных судовых дизелей, работающих в качестве главных и определяющих провозную способность речного флота относятся СОД марок 6 ЧРН 36/45,6(8) ЧРН 32/48, 6 ЧРН 25,5/36.

Предельно-допустимые износы втулки цилиндра не превышают 2 мм, а поршневых колец- 1,25 мм. Выбраковка ПКК СОД происходит, в основном, вследствие достижения предельного износа рабочей трущейся поверхности, реже - по причине поломок.

Процессы механического, абразивного, усталостного, адгезионного и водородного изнашивания, химической, электрохимической и газовой коррозии, локализуются в поверхностных слоях трущихся деталей ЦПГ, на глубине, не превышающей 2 мм.

Обзор существующих способов повышения износостойкости, позволил установить, что наиболее перспективными в настоящее время являются методы газотермического напыления покрытий на рабочую поверхность поршневых колец.

На основе проведенного анализа тематической литературы и передового производственного опыта отечественных и зарубежных предприятий, учитывая условия работы пары трения «поршневое кольцо - втулка цилиндра» и принимая во внимание необходимость минимизации износа не только порш-

невого кольца, но и втулки цилиндра, принято решение - на рабочей трущейся поверхности ПКК следует формировать покрытие, представляющее собой сталь-бронзовый псевдосплав. Напыление покрытая следует осуществлять методом ЭДМ.

Во второй главе приведены результаты сравнительных триботехнических испытаний материалов и покрытий поршневых колец, исследована микроструктура, химический состав и механические свойства (микротвердость) сталь-бронзовых псевдосплавов.

Псевдосплавы наносили методом ЭДМ при одновременном распылении на основу из материала ПКК СОД (серый чугун СПЧФ) стальной (стали ЗОХГСА, 51ХФА, 60С2) и бронзовой (бронза Бр.КМц-3-1) проволок диаметром 2 мм.

Микроструктуру покрытий выявляли после травления шлифов в 4% растворе в спирте («Ниталь») и просматривали на микроскопах МИМ-6 и МИМ-7 при увеличениях х135 и хбОО.

Микротвердость отдельных структурных составляющих псевдосплавов замеряли на приборе ПМТ-3 по ГОСТ 9450-76.

Для определения химического состава псевдосплавов применяли методы спектрального и атомно-абсорбционного анализа с использованием спектрографа PGF-2 с фотоприставкой ХЭП-454 и спектрофотометра AAF-1N по ГОСТ 20068.1-79 и ГОСТ 27809-95.

Полученные результаты подтверждают, что основой покрытий является железо (60...64%) и медь (34...38%).

В процессе напыления происходит значительное изменение химического состава: существенно (до 1,5...3 раз) уменьшается содержание легирующих элементов в покрытии по сравнению с их содержанием в исходной проволоке. Содержание углерода в покрытии колеблется от 0,08% до 0,25%.

Микротвердость «стальной» составляющей псевдосплавов зависит от содержания углерода и составляет:

ЗОХГСА + Бр.КМц-3-1 0,08 4500...5000

51ХФА + Бр.КМц-3-1 0,17 4800...6000

Микротвердость «бронзовой» составляющей для всех исследуемых покрытий изменяется от 1500 до 3000 МПа.

Сравнительные триботехнические испытания проводили на машине трения 2070 СМТ-1 по схеме нагружения «диск- колодка» при подаче в зону трения дизельного масла М10В2 (ГОСТ 8581-78). Образцы-диски изготавливались из материала цилиндровых втулок СОД (серый чугун СЧ 25). Кроме

псевдосплавов, исследовались триботехнические характеристики «штатных» материалов поршневых колец — сульфоцианированный чугун СПЧФ (ООО «Метмаш», г. Бор) и гальванический хром (ОАО «РУМО», г. Нижний Новгород).

Коэффициент трения трибосопряжений определялся при изменении нагрузки в пределах 0,7...14МПа (100... 2000 Н) и скорости скольжения -По результатам испытаний определялись суммарные затраты мощности на преодоление сил трения, Вт:

а)

где

Р/IV-

нагрузка, Н; коэффициент трения; путь трения, м; время работы, с; скорость скольжения, м/с. Износ материалов и покрытий поршневого кольца и втулки цилиндра определяли методом искусственных баз (ГОСТ 17534-74) при нагрузке 7 МПа и скоростях скольжения 0,26...2,62 м/с. Путь трения на каждом этапе испытаний составлял 10 000 м. Результаты приведены в таблице 1 и на рисунке 1.

Таблица 1 - Скорости изнашивания и относительный износ исследуемых материалов

Материалы пары трения

СЧ25-СПЧФ СЧ25-Сг СЧ25-30ХГСА + Бр.КМц-3-1 СЧ 25-51ХФА + Бр.КМц-3-1 СЧ25-60С2 + Бр.КМц-3-1

диск колодка диск колодка диск колодка диск колодка диск колодка

Скорость изнашивания Ут„ мкм/1000 м, при скоростях скольжения: 0,26; 1,05; 1,83; 2,62 м/с

0,830 0,301 0,218 0,179 0,822 0,514 0,413 0,354 0,372 0,259 0,193 0,145 0,065 0,039 0,029 0,026 0,075 0,062 0,056 0,059 0,477 0,328 0,227 0,240 0,197 0,140 0,125 0,117 0,295 0,193 0,135 0,111 0,116 0,086 0,076 0,067 0,140 0,074 0,052 0,039

Средняя скорость изнашивания, У^ = 1 4 -XX™, , мкм/1000 м 41=1

0,382 0,526 0,242 0,040 0,063 0,318 0,145 0,184 0,086 0,076

Суммарный износ на пути трения 40000 м, £ Ш , мкм

15,28 21,03 9,69 1,59 2,52 12,72 5,79 7,34 3,45 3,05

Относительный износ е, %

72,70 100,0 46,10 7,60 | 12,00 60,50 27,50 34,90 16,40 14,50

По результатам испытаний определяли относительную износостойкость трибосопряжений:

/ = -

1

(2 ^'диск £ ^кочодка )

(2)

где ]Г, Х^коюдка ~ износ соответственно диска и колодки на

пути трения 40 ООО м.

Стойкость материалов пар трения к задиру оценивали по нагрузке задира Р, и времени работы N трибосопряжения в условиях сухого трения.

Величины, определенные по формулам (1) и (2), значения приво-

дили к безразмерному виду:

К

Г

♦ » отн > отп

I

N N

* > Ротн '

где уу* ¡' дг* р* -аналогичные показатели трибосопряжения ' ' ' 3 СПЧФ — СЧ 25.

Окончательно, работоспособность трибосопряжения определяли по значению обобщенного критерия — как среднее геометрическое четырех показателей:

Результаты сведены в таблицу 2 и представлены на рисунках 2, 3 и 4

Таблица 2 - Обобщенные характеристики работоспособности трибосопряжений

Показатель Материалы поршневых колец

СПЧФ Сг Псевдосплав

30ХГСА + Бр.КМц-3-1 51ХФА + Бр.КМц-3-1 60С2 + Бр.КМц-3-1

IV, кВт 13,12 13,32 6,15 12,67 11,28

/, мкм"1 0,55 1,77 1,31 1,52 3,08

Л', циклов 36700 46030 51100 64940 101670

Л, н 800 800 800 1000 1400

™отн 1 1,02 0,47 0,97 0,86

1 3,22 2,38 2,77 5,59

Моты 1 1,25 1,39 1,77 2,77

1 1,00 1,00 1,25 1,75

к 1 1,41 1,63 1,59 2,37

Рисунок 2 - Относительные затраты мощности на преодоление сил трения

Материал колодки

Рисунок 3 - Относительные параметры работоспособности трибосопряжений: 1 — износостойкость трибосопряжения; 2 - число циклов до задира; 3 - нагрузка задира

Сг ЭОХГСА+ 51ХФА ♦ 60С2 ♦ (гапьашич) Бр КМц-3-1 Бр КМц-3-1 Бр КМц-3-1 Материал колодки

Рисунок 4 -Значения обобщенного критерия работоспособности исследуемых трибосопряжений

Материал колодки

По результатам сравнительных триботехнических испытаний установлено, что по всем триботехническим характеристикам исследуемые псевдосплавы превосходят материал поршневых колец (сульфоцианированный чугун СПЧФ), а по ряду характеристик - и гальванический хром.

По обобщенному критерию работоспособности трибосопряжений выбрано покрытие, обладающее наилучшими триботехническими характеристиками - псевдосплав 60С2 + Бр.КМц-3-1.

Третья глава посвящена оптимизации режима напыления сталь-бронзового псевдосплава 60С2 + Бр.КМц-3-1 на рабочую поверхность поршневых компрессионных колец.

В качестве параметров оптимизации выбраны адгезионная прочность, которую определяли продавливанием штифта с покрытием через отверстие в матрице и износостойкость трибосопряжения, определяемая при скорости скольжения 1,05 м/с и нагрузке 7МПа (путь трения 10 000 м) по формуле (2).

На основе анализа априорной информации и накопленного опыта выбраны факторы, определяющие режим напыления и оказывающие наиболее сильное влияние на параметры оптимизации; определены интервалы варьирования выбранных факторов:

Таблица 3 — Кодированные и натуральные значения варьируемых факторов при __оптимизации процесса напыления покрытия_

Фактор, единица измерения Кодовое обозначение Уровни варьирования

-2 -1 0 +1 +2

Напряжение дуги, В 34 37 40 43 46

Дистанция напыления, мм 140 165 190 215 240

Давление воздуха, МПа х3 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70

Минутная подача, мм/мин ** 50 75 100 125 150

Реализация центрально-композиционного ротатабельного ортогонального плана эксперимента второго порядка (план «на шаре», с числом опытов -36; ядро плана— полный факторный эксперимент 24; 8 «звездных» точек с плечом а = 2 и 12 опытов в центре плана) позволила получить адекватные регрессионные уравнения, связывающие параметры оптимизации с режимами нанесения покрытий: адгезионная прочность

а„ = 23,1+1.92*. + 2,75х, + 3,25*, + 2,17х

+3*1*з -1Д25Х]ДГ4 -3,125x1 + 2,625х2*з 52(у}= 2,4; F = 1,76; Д = 0,88.

износостойкость

I = 1,25 + 0,068*, + 0,055*2 - 0,034*3 - 0,0416х\ - 0,039*f,

(3)

(4)

j2{y}= 0,0021 ;F = 0,42; R = 0,79.

Анализ уравнения (4) показывает, что поверхность, описываемая этим уравнением при *i = const представляет собой параболоид вращения с экстремумом в точке с координатами Х2зкст = 0,65 ; X^3KCm = —0,44. При увеличении ДС| происходит эквидистантный сдвиг поверхности вверх, при этом координаты *2экс<и и хЪжст точки экстремума не изменяются.

Из условия попадания в область планирования (р - радиус гиперсферы):

(5)

х,2 +*|+*|+*2 <р2,

находится значение х,:

*; = +л/р2 -х22экст -*з2эида = +^22 -0,652 - 0,442 = 1,84.

Линии уровня для поверхности (4) при х[ = СОТО/ = 1,84 показаны на рисунке 5 пунктиром.

Полученное значение х\ находится довольно близко к значению *1[Ш1Х = ** = +2. Как видно из рисунка 5 (сплошные линии), выход за пределы области планирования оправдан расширением диапазона оптимальных значений *2 И *з ПРИ /щ» ^ 1,4. Дополнительные испытания трибосопряжений, проведенные при найденных оптимальных значениях

показали, что износостойкость трибосопряжения находится в пределах что соответствует скорости изнашивания

0,137...0,141мкм/1000м.

При оптимизации режимов для адгезионной прочности находилась стационарная точка уравнения (3), для чего решается система уравнений:

Решение системы (6) дает следующие координаты факторов:

В стационарной точке х\ +*з +.ЗС4 =989,82 > р* условие (5) не выполняется, стационарная точка находиться вне области планирования эксперимента. В этом случае производится поиск условного экстремума на границе варьрования - на гиперсфере радиусом

Подобная задача является частным случаем метода множителей Лагран-жа. Для её решения необходимо образовать вспомогательную функцию:

где - вспомогательная неизвестная.

Приравнивая к нулю частные производные функции (7) и вводя уравнение связи (5) получим систему уравнений, решая которую находим точки условного экстремума на границе гиперсферы.

Подставляя найденные значения независимых переменных в (3), получим значения параметра оптимизации в точках условного экстремума. Оптимальными режимами является координаты точки, в которой значение адгезионной

прочности достигает максимума х™т = 1,68; = 0,29 (рисунок 6).

а) б)

Рисунок 6 - Влияние режима напыления на адгезионную прочность псевдосплава

60С2 + Бр.КМц-3-1

Дополнительно некоторое увеличение прочности сцепления можно получить, фиксируя в экстремальной точке вне области планирования и увеличивая х^ (стрелка на рисунке 6-б). Проведенная серия экспериментов при

фиксированных значениях и

изменении показывает, что расчет по уравнению (3) в интервале изменения значений х4 от -1,5 до +0,5 дает достаточно точное приближение величины

адгезионной прочности к экспериментальным значениям. С удалением от границы области планирования, точность предсказания падает и адгезия стабилизируется на уровне ~ 37 МПа.

В практике газотермического напыления широко распространен подход, когда сначала на поверхности детали формируется «подслой», обеспечивающий прочное сцепление покрытия с основой, а затем - основной рабочий слой покрытия требуемой толщины с необходимыми эксплуатационными характеристиками.

Таким образом, для получения покрытия с высокими адгезионными и триботехническими свойствами, необходимо первый слой покрытия, обеспечивающий прочное сцепление с основой, наносить на режиме:

напряжение дуги, В 42.. .46;

дистанция напыления, мм 220...225;

Последующие слои, обладающие высокой износостойкостью наносятся

Четвертая глава посвящена разработке технологического процесса изготовления ПКК с износостойким металлизационным покрытием.

Запасные детали ЦПГ к судовым СОД 6ЧРН36/45, 6(8) ЧРН 32/48, 6 ЧСПН 18/22, 6 ЧРН 27,5/36 в изготавливают ООО«Метмаш» (г. Бор), ОАО«РУМО» (г. Нижний Новгород), ОАО «ГСРМЗ» (г. Городец), поэтому технологическая подготовка производства и разработка технологических процессов производились применительно к действующим производственным участкам и оборудованию этих предприятий с учетом специфики их работы. Однако предлагаемые технические решения можно успешно использовать и применять на других заводах различных отраслей как при ремонте, так и при изготовлении новых деталей.

В настоящей работе опытный технологический процесс изготовления поршневых колец с износостойким металлизационным покрытием разрабатывался применительно к действующему производству ООО «Метмаш». Разработана конструкторская документация, выбраны средства технологического оснащения участка электродуговой металлизации рабочих трущихся поверхностей поршневых колец СОД.

давление воздуха, МПа минутная подача, мм/мин толщина покрытия, мм

0,68...0,75 150 0,08...0,12

На пр.жимр,-

напряжение дуги, В дистанция напыления, мм давление воздуха, МПа минутная подача, мм/мин

45...46 205...220 0,55...0,60 150

На рисунке 7 приведены геометрические характеристики поршневых колец судового дизеля 6(8) ЧРН 32/48 после предварительной механической обработки, напыления покрытия и окончательной механической обработки. Эти операции производятся на специально сконструированной оправке (рисунок 8).

В действующем технологическом процессе изготовления поршневых колец СОД на ООО «Метмаш» и ОАО «ГСРМЗ» операцию термофиксации ПКК совмещают с химико-термической обработкой - сульфоцианирование -одновременное насыщение углеродом, азотом и серой. В то же время в работах В.Б. Хмелевской, Ю.И. Матвеева, А.В. Троицкого и С.Г. Чулкина было показано положительное влияние химико-термической обработки (з том чис-

ле и сульфоцианирования) на триботехнические и адгезионные свойства покрытий, наносимых методами плазменного напыления (ПН85Ю15, ВСНГН88, ПГ19М-01, ПГСР-3) и ЭДМ (углеродистые стали). Исходя из этого в работе исследовали влияние сульфоцианирования на микроструктуру (рисунок 9) и триботехнические характеристики псевдосплава 60С2 + Бр.КМц-3-1.

На стенде возвратно-поступательного движения определяли значения силы трения при изменяющейся удельной нагрузке 1,7...5,5 МПа. Проведенные исследования позволили получить значения силы трения в трибосопряжении «поршневое кольцо - втулка цилиндра» через каждые 2° поворота коленчатого вала (рисунок 10).

Проведенные испытания показали целесообразность совмещения операций термофиксации поршневых колец с металлизационным покрытием с химико-термической обработкой - сульфоцианированием. Экспериментально подтверждено уменьшение работы трения сульфоцианированных поршневых колец на 64%.

Ргр-'-1-'-'-'-

°30 20 10 0 10 20 £ >чм Рисунок 10 - Изменение силы трения по ходу поршня на такте сжатия - расширения для поршневых компрессионных колец с металлизационным покрытием 60С2 + Бр.КМц-3-1 до и после сульфоцианирования

По разработанному технологическому процессу на ООО «Метмаш» изготовлена опытная партия поршневых компрессионных колец СОД 6(8) ЧРН 32/48 с износостойким металлизационным покрытием 60С2 + Бр.КМц-3-1.

Полученные в работе результаты использованы при организации участка восстановления и упрочнения деталей машин и механизмов методом ЭДМ на предприятии ЗАО «Судоходная компания "Ока"»

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1 Обоснована целесообразность применения метода ЭДМ для повышения ресурса и эффективности работы ЦПГ судовых СОД; на основании проведенных комплексных исследований установлено, что на рабочую поверхность » ПКК следует наносить износостойкий псевдосплав

60С2 + Бр.КМЦ-3-1.

2 Обработка результатов сравнительных триботехнических испытаний позволила установить, что при работе псевдосплава в паре с материалом цилиндровой втулки (СЧ 25):

- до 20% уменьшаются затраты мощности на преодоление сил трения;

- наблюдается рост износостойкости материала поршневых колец - более, чем в 5 раз и втулки цилиндра - в 3 раза, что обеспечивает межремонтный период без переборки двигателя;

- отмечается существенное - на 50% по нагрузке задира - повышение стойкости трибосопряжения к задиру.

3 Полученные уравнения регрессии, связывающие технологические режимы нанесения сталь-бронзового псевдосплава с его адгезионными и три-ботехническими характеристиками, позволили определить оптимальные режимы напыления покрытия 60С2+Бр.КМц-3-1.

4 Предлагаемое в работе послойное формирование покрытия (адгезионный «подслой», основной износостойкий слой и приработочный сульфоциа-нированный слой) позволяет достичь прочности сцепления в пределах 36...38 МПа при высокой износостойкости трибосопряжения. При этом исходные материалы всех слоев одинаковы.

5 Разработана технология и изготовлена опытная партия поршневых компрессионных колец судовых СОД с износостойким покрытием.

6 Результаты исследований использованы при организации участка ремонта и изготовления сменно-запасных частей судовых дизелей на предприятии ЗАО «Судоходная компания "Ока"».

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Матвеев Ю.И. Исследование качества нанесенных покрытий акустическим методом / Ю.И. Матвеев, АЛ. Углов, СЮ. Ефремов // Международная науч.-техн. конф. «Состояние и перспективы автомобильного транспорта в России / Н. Новгород: НГТУ, 1998. - С. 43-45.

2 Матвеев Ю.И. Влияние химико-термической обработки на антифрикционные свойства газотермических покрытий./ Ю.И.Матвеев,

С.Ю.Ефремов, И.Н.Полушкин// III Международная конф. «Энергодиагностика и Condition Monitoring» / Сб. докладов. - Т. 3 «Трибология». - М: ИРЦ Газпром, 2001. - С. 99-100.

3 Матвеев Ю.И. Особенности формирования антифрикционных покрытий на рабочих поверхностях поршневых ДВС. / Ю.И. Матвеев, СЮ. Ефремов, И.Н. Полушкин // III Международная конф «Энергодиагностика и Condition Monitoring» / Сб. докладов. - Т. 3 «Трибология». - М: ИРЦ Газпром, 2000. - С. 100-102.

4 Ефремов СЮ. Износостойкие покрытия поршневых компрессионных колец судовых среднеоборотных дизелей. / СЮ. Ефремов, Ю.И. Матвеев // VII Нижегородская сессия молодых ученых (техническое направление) / Тезисы докладов. - Н. Новгород: Нижегородский гуманитарный центр, 2002 - С. 32-34

5 Ефремов СЮ. Исследование материалов и покрытий деталей цилиндро-порпшевой группы судовых среднеоборотных дизелей. / СЮ. Ефремов // VII Нижегородской сессии молодых ученых (техническое направление)/ Тезисы докладов,- Н.Новгород: изд-во Гладкова О.В., 2003-С. 110-111.

6 Ефремов СЮ. Стойкость к схватыванию материалов и покрытий поршневых компрессионных колец судовых среднеоборотных дизелей/ СЮ. Ефремов // Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. Выпуск 5. Судовая и промышленная энергетика. -Н. Новгород: Изд-во ГОУ ВПО ВГАВТ, 2003. - С. 47-50.

7 Ефремов С Ю. Оптимизация режима напыления сталь-бронзовых псевдосплавов на рабочую поверхность поршневых компрессионных колец / СЮ. Ефремов // Всероссийская молодежной научной конференции «VII Королёвские чтения» / Тезисы докладов. - Т. 1. - Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2003. - С 158-159

8 Ефремов С Ю. Рентгеноструктурный анализ сталь-бронзовых псевдосплавов/ СЮ. Ефремов// Науч.-техн. конф. проф.-преп. состава, аспирантов и специалистов «Транспорт - XXI век» / Тезисы докладов. - Ч. 3, -Н. Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО ВГАВТ, 2003. - С. 189.

Формат бумаги 60x84 Хб • Бумага писчая. Усл. дач. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Заказ 105. Тираж 100

Отпечатано в типографии издательско-полиграфического комплекса ФГОУ ВПО ВГАВТ 603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5

h*. . < ÎIUMUW 1

iv&aiienu .Si A Q 11 ИЮМ^мтЛг^г^

Введение.

1 Проблема повышения ресурса трибосопряжения «поршневое кольцо - втулка цилиндра». Цель и задачи исследований.

1.1 Состояние вопроса. Общая схема исследований.

1.2 Функции поршневых компрессионных колец. Особенности условий работы кольцевого уплотнения.

1.3 Особенности процессов изнашивания и нарушения работоспособности деталей цилиндро-поршневой группы судовых среднеоборотных дизелей.

1.4 Анализ способов упрочнения рабочей поверхности поршневых компрессионных колец.

1.5 Материалы и износостойкие покрытия для поршневых колец дизелей.

1.6 Выводы, постановка задач исследований.

2 Исследование материалов и покрытий поршневых компрессионных колец судовых среднеоборотных дизелей.

2.1 Микроструктура, механические свойства и химический состав покрытий поршневых колец.

2.2 Сравнительные триботехнические испытания материалов и покрытий поршневых компрессионных колец судовых среднеоборотных дизелей.

2.2.1 Методика триботехнических испытаний.

2.2.2 Коэффициент трения.

2.2.3 Износостойкость.

2.2.4 Стойкость к задиру.

2.3 Обобщение и анализ результатов испытаний. Выбор материалов покрытия поршневых компрессионных колец.

2.4 Выводы по 2 главе.

3 Оптимизация режимов напыления сталь-бронзового псевдосплава на рабочую поверхность поршневых компрессионных колец.

3.1 Общие положения. Выбор факторов и параметров оптимизации.

3.2 Планирование эксперимента.

3.3 Методики проведения исследований и обработки экспериментальных данных.

3.4 Анализ регрессионных уравнений. Оптимальные режимы нанесения псевдосплава 60С2 + Бр.КМц-3-1.

3.5 Выводы по 3 главе.

4 Разработка технологии изготовления поршневых компрессионных колец с износостойким покрытием.

4.1 Основные этапы технологической подготовки производства.

4.2 Особенности технологического процесса изготовления поршневых колец с использованием электродуговой металлизации сталь-бронзовых псевдосплавов.

4.3 Влияние химико-термической обработки на свойства сталь-бронзовых псевдосплавов.

4.4 Выводы по 4 главе.

Актуальность работы. В системе водного транспорта перед судоремонтными предприятиями стоят задачи повышения качества, сокращения сроков ремонта судового оборудования, изготовления сменно-запасных частей в необходимом количестве, снижение затрат на сырье, энергию и материалы.

Существующая тенденция переоборудования судов речного флота для работы в условиях прибрежного морского плавания требует высокой надежности их эксплуатации в течение длительного периода времени, что в значительной степени определяется техническим состоянием главных и вспомогательных дизелей.

В свою очередь, опыт эксплуатации судовых дизелей показывает, что сроки проведения текущих и средних ремонтов, экономичная и надежная работа двигателей определяются техническим состоянием деталей цилиндро-поршневой группы (ЦПГ). Эти детали, особенно поршневые компрессионные кольца (ПКК) и втулки цилиндров, работают в экстремальных условиях граничного и сухого трения, высоких температур, значительной механической и тепловой напряженности, при воздействии агрессивной среды. В результате ресурс серийно выпускаемых в настоящее время запасных деталей оказывается ниже нормативных значений, что вынуждает исследователей изыскивать пути, методы и технологии, способствующие решению актуальной проблемы - повышению действительного ресурса трибосопряжения «ПКК - втулка цилиндра». Решение подобной задачи невозможно без комплексного подхода, учитывающего современные достижения трибологии, материаловедения, теории и практики ремонтного производства.

Фундаментальные и прикладные проблемы трибологии и триботехники рассматриваются в работах Э.Д. Брауна, Н.А. Буше, Д.Н. Гаркунова, Ю.Н. Дроздова, И.В. Крагельского, Л.И. Погодаева,

A.А. Полякова, А.В. Чичинадзе и других.

Труды известных ученых В.М. Кряжкова, Ю.Г. Кулика, М.А. Масино, И.А. Мишина, М.К. Овсянникова, А.П. Семёнова, Ю.В. Сумеркина, М.М. Тененбаума, Ю.Н. Цветкова, В.И. Чернова,

B.А. Шадричева посвящены проблемам повышения эффективности ремонтного производства.

Вопросы теории и практики повышения работоспособности деталей машин освещены в работах В.М. Андрияхина, А.В. Асташкевича, О.А. Борчевского, B.C. Горобца, Н.Ф. Голубева, А.П. Ермакова, Ю.Е. Ежова, А.В. Криулина, А .Я. Кулика, В.В. Кудинова, В.А. Скуднова, А.Д. Соколова, Н.С. Молодцова, А.П. Пимошенко, В.Б. Хмелевской.

Большое внимание деталям ЦПГ судовых, тепловозных и автомобильных двигателей в своих работах уделяют А.В. Асташкевич, Б .Я. Гинцбург, Ю.И. Матвеев, P.M. Петриченко, Л.И. Погодаев, А.Н. Устинов, К. Энглиш.

Весь объем фундаментальных и прикладных работ, выполненных в данных областях, позволил разработать, практически и научно обосновать массу современных ресурсосберегающих технологий и решений, направленных, в конечном итоге, на повышение работоспособности пары трения «ПКК - втулка цилиндра».

Однако на предприятиях Министерства транспорта РФ большинство этих решений и технологий до сих пор не востребованы и запасные детали к судовым дизелям и сейчас выпускаются по технологиям 70-х годов. Это обусловлено, прежде всего, сложившейся на сегодняшний день в России экономической ситуацией, когда предприятия не готовы вкладывать средства в освоение и внедрение новых технологий.

Следовательно, актуальной в настоящее время становятся задачи разработки и внедрения на судоремонтных предприятиях эффективных и доступных технологий с малым сроком окупаемости, позволяющей в то же время увеличить сроки проведения межремонтных периодов судов.

В качестве главных на судах речного и смешанного «река-море» плавания используются судовые среднеоборотные двигатели (СОД). Они, в конечном итоге, и определяют провозную способность речного транспорта.

Целью работы является разработка промышленной технологии изготовления ПКК с износостойким покрытием, обеспечивающей повышение ресурса деталей ЦПГ СОД.

Для достижения поставленной цели решались задачи:

1 Установить причины выбраковки деталей ЦПГ СОД, проанализировать условия их работы и особенности протекания процессов изнашивания.

2 Обобщив опыт передовых отечественных и зарубежных двигате-лестроительных предприятий, и проведя аналитический обзор работ, посвященных вопросам повышения износостойкости трибосопряжений, обосновать метод повышения износостойкости рабочих поверхностей ПКК СОД.

3 На основании исследований выбрать материалы покрытий, обладающие высокими эксплуатационными характеристиками.

4 Провести оптимизацию режимов нанесения покрытий.

5 Определить влияние химико-термической обработки (ХТО) на свойства покрытий.

6 На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработать и внедрить на предприятиях водного транспорта ресурсосберегающие технологии с использованием метода электродуговой металлизации (ЭДМ).

Научная новизна работы заключается в следующем:

1 Обоснована целесообразность применения ЭДМ для повышения работоспособности деталей ЦПГ. Впервые предложено покрытие для ПКК судовых СОД, представляющее собой псевдосплав «сталь-бронза» с высокими триботехническими и адгезионными характеристиками.

2 Разработаны обобщенные критерии для оценки работоспособности и выбора материалов и покрытий деталей, работающих в условиях трения.

3 Получены регрессионные уравнения, связывающие технологические режимы нанесения сталь-бронзовых псевдосплавов с их адгезионными и триботехническими характеристиками, определены оптимальные режимы послойного формирования псевдосплавов на рабочую поверхность ПКК.

4 Доказано положительное влияние химико-термической обработки (ХТО) на триботехнические характеристики сталь-бронзовых псевдосплавов.

На защиту выносятся:

1 Результаты исследования микроструктуры, химического состава и механических характеристик сталь-бронзовых псевдосплавов, полученных методом ЭДМ.

2 Результаты сравнительных триботехнических испытаний материалов и покрытий ПКК СОД и обоснование материала покрытия с высокими эксплуатационными характеристиками.

3 Оптимизация режимов нанесения сталь-бронзовых псевдосплавов на рабочие поверхности деталей машин.

4 Технологический процесс изготовления ПКК с износостойким покрытием.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1 Разработан технологический процесс изготовления ПКК СОД с износостойким покрытием, на ООО «Метмаш» (ранее — ОАО «Завод Нижегородский Теплоход») изготовлена опытная партия поршневых колец.

2 Определены оптимальные режимы нанесения сталь-бронзовых псевдосплавов на рабочую поверхность деталей, изготовленных из серого чугуна.

3 Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке инженеров-механиков.

4 Внедрение результатов диссертационной работы в производство позволит увеличить сроки межремонтных периодов, повысить экономичность и надежность эксплуатации судовых дизелей, сократить потребность в запасных деталях ЦПГ СОД.

Достоверность полученных результатов обеспечена применением современных оборудования и методик исследований, значительным объемом экспериментальных данных. При обработке и анализе данных использовались методы корреляционно-регрессионного и математического анализа, привлекался аппарат математической теории планирования эксперимента.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции, посвященной 35-летнему юбилею кафедры «Автомобильный транспорт»

Н. Новгород, 1998); научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ВГАВТ (Н. Новгород, 2003); III Международной конференции «Энергодиагностика и Condition Monitoring» (Н. Новгород, 2000); VII Нижегородской сессии молодых ученых (Дзержинск, 2002); VIII Нижегородской сессии молодых ученых (Дзержинск, 2003); VII Всероссийской молодежной научной конференции «Королевские чтения» (Самара, 2003).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 8 печатных работах.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и 5 приложений. Основной текст диссертации изложен на 112 с машинописного текста, в том числе 26 рисунков и 13 таблиц. Список библиографических источников включает 145 наименований.

4.4 Выводы по 4 главе

1 Применительно к действующему производству ОАО «Завод Нижегородский Теплоход», на основании проведенных экспериментальных исследований, разработана промышленная технология изготовления ПКК СОД с покрытием 60С2 + Бр.КМц-3-1.

2 Разработана конструкторская документация, выбраны средства технологического оснащения участка ЭДМ для ПКК СОД.

3 Проведенные испытания на стенде возвратно-поступательного движения показали целесообразность совмещения операций термофиксации поршневых колец с покрытием и сульфоцианирования. Экспериментально подтверждено уменьшение работы трения сульфоцианиро-ванных поршневых колец на 64%.

4 По разработанному технологическому процессу изготовлена опытная партия поршневых компрессионных колец СОД 6(8) ЧРН 32/48 с износостойким покрытием 60С2 + Бр.КМц-3-1 (см. Приложение Б). Результаты работы были использованы при организации участка ремонта и изготовления сменно-запасных частей судовых дизелей в ЗАО «Судоходная компания "Ока"» (см. Приложение В).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 Обоснована целесообразность применения метода ЭДМ для повышения ресурса и эффективности работы ЦПГ судовых СОД; на основании проведенных комплексных исследований установлено, что на рабочую поверхность ПКК следует наносить износостойкий псевдосплав 60С2 + Бр.КМЦ-3-1.

2 Обработка результатов сравнительных триботехнических испытаний позволила установить, что при работе псевдосплава 60С2 + Бр.КМц-3-1 в паре с материалом цилиндровой втулки (СЧ 25): до 20% уменьшаются затраты мощности на преодоление сил трения; наблюдается рост износостойкости материала поршневых колец - более, чем в 5 раз и втулки цилиндра - в 3 раза, что обеспечивает межремонтный период без переборки двигателя; отмечается существенное - на 50% по нагрузке задира — повышение стойкости трибосопряжения к задиру.

3 Полученные уравнения регрессии, связывающие технологические режимы нанесения сталь-бронзового псевдосплава с его адгезионными и триботехническими характеристиками, позволили определить оптимальные режимы напыления покрытия 60С2+Бр.КМц-3-1.

4 Предлагаемое в работе послойное формирование покрытия (адгезионный «подслой», основной износостойкий слой и приработочный сульфоцианированный слой) позволяет достичь прочности сцепления в пределах 36.38МПа при высокой износостойкости трибосопряжения. При этом исходные материалы всех слоев одинаковы.

5 Разработана технология и изготовлена опытная партия поршневых компрессионных колец судовых СОД с износостойким покрытием.

6 Результаты исследований использованы при организации участка ремонта и изготовления сменно-запасных частей судовых дизелей на предприятии ЗАО «Судоходная компания "Ока"».

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. — М.: Наука, 1971. — 283 с.

2. А.с. № 1546688, кл. F16J9/22, 1988, СССР

3. Андрианов М.М. Антифрикционное фосфатирование // Автомобильная промышленность, 1959. -№ 4, С. 28-31

4. Анисимов С.А. К вопросу определения протечек газа через поршневые кольца компрессоров // Тр. Ленингр. политехи, инт-та, 1955.-№7.-С. 12-21

5. Антифрикционные псевдосплавы: Справочные материалы. — М.: ВНИИАВТОГЕНМАШ, 1960.

6. Антошин Е.В. Газотермическое напыление покрытий. М.: Машиностроение, 1974. - 96 с.

7. Асатурян В.И. Теория планирования эксперимента. — М.: Радио и связь, 1983.-248 с.

8. Асташкевич Б.М. Влияние качества чугуна на износостойкость втулок цилиндров тепловозных дизелей. В кн.: Повышение надёжности и долговечности деталей подвижного состава и пути. — М.: Транспорт, 1977.-С. 93-104.

9. Асташкевич Б.М. Износостойкость и прочность деталей цилинд-ропоршневой группы транспортных двигателей // Вестник машиностроения, 1997.-№10.-С. 8-11.

10. Асташкевич Б.М. Износостойкость и прочность деталей ЦПГ транспортных двигателей // Трибол. и повыш. ресурса двигателей: Материалы докл. Всес. науч.-техн. конф. — Кишинев, 1990. — С. 15-22.

11. Асташкевич Б.М. Механизм изнашивания деталей цилиндро-поршневой группы тепловозных дизелей. В кн.: Повышение износостойкости деталей двигателей внутреннего сгорания. — М.: Машиностроение, 1972.-С. 5-12.

12. Асташкевич Б.М. Плазменные и лазерные методы упрочнения деталей машин. М.: Высшая школа, 1985. - 115 с.

13. Асташкевич Б.М. Пути повышения износостойкости деталей цилиндропоршневой группы транспортных дизелей // В кн.: Совершенствование технологии изготовления и контроль узлов и деталей подвижного состава. Харьков: ХИИТ, 1988. - С. 3-7.

14. Асташкевич Б.М. Трибологические аспекты изнашивания деталей ЦПГ мощных ДВС // Трение и износ. 1995. - 16, № 1. - С. 92-105.

15. Асташкевич Б.М., Ларин Т.В. Влияние содержания феррита в микроструктуре высокопрочного чугуна на износостойкость поршневых колец дизелей // Литейное производство, 1979. № 2. - С. 24-25.

16. Ашманов С.А., Тимохов А.В. Теория оптимизации в задачах и упражнениях. М.: Наука, 1991. - 448 с.

17. Базара М., Шетти К. Нелинейное программирование. Теория и алгоритмы. М.: Мир, 1982. - 583 с.

18. Барвинок В.А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий. — М.: Машиностроение, 1990. — 384 с.

19. Барский Л.А., Рубинштейн Б.Б. Кибернетические методы в обогащении полезных ископаемых. М.: Недра, 1970. — 312 с.

20. Беклемишев Д.В. Курс аналитической геометрии и линейной алгебры. М.: Наука, 1980. - 336 с.

21. Бродский В.З. Введение в факторное планирование эксперимента. -М.: Наука, 1976.

22. Булатов В.П., Ведерников Д.Н. Об изменении износостойкости поршневых колец под воздействием циклического нагружения// Науч. тр. Центр, науч.-иссл. дизельного ин-та. — JL, 1990.

23. Бурин М.М. О контактном теплообмене поршня с втулкой при работе двигателя с номинальной нагрузкой // Тр. Ленингр. политехи, ин-та, 1964. № 237

24. Бурштейн Л.М., Кобяков С.В. Исследование процессов смазывания и трения поршневых колец ДВС. // Двигателестроение, 1990. — №11. — С. 56-59.

25. Бурштейн Л.М., Кобяков С.В. Исследование процессов смазывания и трения поршневых колец ДВС.// Двигателестроение, 1991.— №1. — С. 52-57.

26. Бурштейн Л.М., Кобяков С.В. Исследование процессов смазывания и трения поршневых колец ДВС. Смазывающее действие поршневых колец // Двигателестроение, 1990. — № 12. — С. 42-46.

27. Буше Н.А. Трение, износ и усталость в машинах. М.: Транспорт, 1987.-223 с.

28. Буше Н.А., Копытко В.В. Совместимость трущихся поверхностей. М.: Наука, 1981.- 127 с.

29. Васильев Ф.П. Лекции по методам решения экстремальных задач. М.: Изд-во МГУ, 1974. - 374 с.

30. Ведерников Д.Н., Шлехтов В.А. Решение трибологических проблем ДВС: современная практика изготовителей и перспективы // Трение и износ. 1994. - 15, № 1. - С. 138-148.

31. Вознесенский В.А., Ковальчук А.Ф. Принятие решений по статистическим моделям. — М.: Статистика, 1978. — 192 с.

32. Вол А.Е. Строение и свойства двойных металлических систем. — М.: Гос. изд-во физ.-мат. лит-ры, 1962. — Т. 2. — 983 с.

33. Вольперт Г.Д. Покрытия распыленным металлом (металлизация). — М.: Промстройиздат, 1957.-268 с.

34. Гаркунов Д.Н. Триботехника. — М.: Машиностроение, 1985. —424 с.

35. Гинцбург Б.Я. Теория поршневого кольца. — М.: Машиностроение, 1979.-232 с.

36. Глебов В.В., Репин Ф.Ф., Ефремов С.Ю. Упрочнение и восстановление деталей судовых ДВС методами лазерного легирования и наплавки // Материалы Межд. конф. «Кораблестроение и океанотехника. Проблемы и перспективы — SOPP-98». — Владивосток, 1998.

37. Григорьев А.Н., Пономарев Н.Н. Износ и долговечность автомобильных двигателей. — М.: Машиностроение, 1976.

38. Гулин Е.И., Сомов В.А., Чечет И.М. Справочник по горюче-смазочным материалам в судовой технике. — Л.: Судостроение, 1981.-320 с.

39. Гусак И.В., Штерн Л.Б. Карбонитрирование стальных поршневых колец // Двигателестроение. 1992. — № 1-3. - С. 44.

40. Дроздов Ю.Н., Арчегов В.Г., Смирнов В.И. Противозадирная стойкость трущихся тел. — М.: Наука, 1981. — 139 с.

41. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных условиях. М.: Машиностроение, 1986. — 224 с.

42. Дьяченко Н.Х., Данков Ф.Н., Костин А.К., Бурин М.М. Теплообмен в двигателях и теплонапряженность их деталей. — Л., 1969. — 247 с.

43. Дюк Г.Е. Поршневые кольца: Справочник фирмы Гетце АО. — Буршайд, ФРГ, 1977. 141 с.

44. Евдокимов В.Д. О внутренних напряжениях при реверсивном трении скольжения// Физико-химическая механика материалов, 1966.— № 6. С. 668

45. Ермаков С.М., Жиглявский А.А. Математическая теория оптимального эксперимента. М.: Наука, 1987. - 320 с.

46. Ермаков С.С., Вязников Н.Ф. Порошковые стали и изделия. — Д.: Машиностроение, 1990. 319 с.

47. Ефремов С.Ю. Рентгеноструктурный анализ сталь-бронзовых псевдосплавов / С.Ю. Ефремов // Науч.-техн. конф. проф.-преп. состава, аспирантов и специалистов «Транспорт — XXI век» / Тезисы докладов. -Ч. 3. Н. Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО ВГАВТ, 2003. - С. 189.

48. Защита от водородного износа в узлах трения / Под ред. А.А. Полякова. М.: Машиностроение, 1980. — 135 с.

49. Износостойкое покрытие поршневых колец. Заявка № 0123952, опубл. 07.11.84

50. Ильин В.А., Поздняк Э.Г. Аналитическая геометрия. М.: Наука, 1988.-224 с.

51. Исследование водородного износа (сб. статей). /Под ред. А.А. Полякова — М.: Наука, 1977.

52. Калашников С.А., Лебедев О.Н., Сомов В.А. Двигатели внутреннего сгорания речных судов. М.: Транспорт, 1990. - 328 с.

53. Калинина В.Н., Панкин В.Ф. Математическая статистика. — М.: Высш. шк., 2001. 336 с.

54. Катд Н.В., Антошин Е.В., Вадивасов Д.Г., Вольперт Г.Д., Ками-онский JI.B. Металлизация распылением. М.: Машиностроение, 1966. -200 с.

55. Коваленко B.C., Котляров В.П., Дятел В.П. и др. Справочник по технологии лазерной обработки. — Киев: Техника, 1985. — 167 с.

56. Ковляшенко Н.Н. Исследование влияния утечек на индикаторные параметры ДВС // Изв. вузов: Энергетика. 1961, № 5, С. 82-88

57. Коган Ю.А., Ермолаев Г.Ф., Афиневский Ф.А. Сравнительные испытания двигателей с двумя и одним компрессионными кольцами на поршне // Автомобильная промышленность, 1974. — № 9, С. 23

58. Кондратьев Н.Н. Отказы и дефекты судовых дизелей. — М.: Транспорт, 1985. — 152 с.

59. Кочаров Е.П. Исследование механических потерь в быстроходном двигателе автотракторного типа: Автореф. дисс. . канд. техн. наук-Л., 1973.- 19 с.

60. Крагельский И.В., Михин Н.М. Узлы трения машин. — М.: Машиностроение, 1984.

61. Красиков Н.Н. К обоснованию особенностей водородного изнашивания при граничном трении// Трение и износ, 1989.- №6.— С. 1079-1081.

62. Красниченко Л.В. Современная технология металлизации распылением. М.: Трудрезервиздат, 1958. - 94 с.

63. Кречмар Э. Напыление металлов, керамики и пластмасс. — М., 1966.-165 с.

64. Криулин А.В. Научные и технологические основы процесса сульфоцианирования стали и чугуна для повышения их износостойкости: Автореф. дисс. . докт. техн. наук. Д.: ЛИВТ, 1987. - 40 с.

65. Криулин А.В. Повышение надежности деталей дизелей методами химико-термической обработки // В кн. «Вопросы износостойкости и надежности судовых дизелей». Л.: Транспорт, 1973. - С. 228-234.

66. Криулин А.В. Сульфоцианирование стали и чугуна. — М.-Л.: Машиностроение, 1965. 224 с.

67. Кудинов В.В. Плазменные покрытий. М.: Наука, 1977. — 184 с.

68. Кудинов В.В., Иванов В.М. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий. — М.: Машиностроение, 1981. — 192 с.

69. Кулик А.Я. и др. Газотермическое напыление композиционных порошков. — Л.: Машиностроение, 1985. 199 с.

70. Левкин Г.М., Никифоров О.А. Исследование влияния конструкции и количества поршневых колец на расход масла на угар в ДВС // Энергомашиностроение, 1976.— С. 15-16.

71. Лютов И.Л. Исследование истечения газов через поршневое уплотнение // Тр. Центр, науч.-исслед ин-та морск. флота. Вып. 74. С. 12-15.

72. Ляшков В.А., Потемкин М.М. Разработка критериев оценки износостойкости поверхности трения // Трение и износ. — 1995. 16, № 4. — С. 710-718.

73. Матвеев Ю.И., Ефремов С.Ю., Мордвинкин П.П. Лазерная обработка цилиндровых втулок среднеоборотных дизелей // Сб. трудов. «Упрочнение и восстановление деталей машин». / Н. Новгород, НГСА, 1998. — С. 11-13.

74. Матвеев Ю.И. Лазерные технологии в судовом машиностроении: Монография. Н. Новгород: Изд-во ГОУ ВПО ВГАВТ, 2003. - 98 с.

75. Матвеев Ю.И. Повышение ресурса цилиндровых втулок и поршневых колец судовых среднеоборотных дизелей с использованием метода плазменного напыления: Монография. — Н. Новгород: Изд-во ВГАВТ, 2002.- 128 с.

76. Матвеев Ю.И., Углов A.JL, Ефремов С.Ю. Исследование качества нанесенных покрытий акустическим методом // Материалы Межд. науч.-техн. конф. «Состояние и перспективы автомобильного транспорта в России / Н. Новгород, НГТУ, 1998. С. 43-45.

77. Матвеевский P.M., Комендант В.И. Влияние температуры на трение и задир при возвратно-поступательном скольжении образцов // В сб. Исследование смазочных материалов при трении. М.: Наука, 1981. — С. 89.

78. Математический анализ в вопросах и задачах. Функции нескольких переменных / Под ред. В.Ф. Бутузова. — М.: Высш. шк., 1988. -288 с.

79. Матюшенко В.Я., Соловей Н.Ф., Тороп В.В. Водородный износ ЦПГ ДВС//Трение и износ. 1987.-Т. 8.-№3.-С. 541-545.

80. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. — М.: Наука, 1965. 340 с.

81. Нетягов П.Д. Исследование триботехнических характеристик металлических покрытий, нансенных наплавкой, электродуговым и плазменным напылением // Трение и износ, 1989. — № 5. — С. 909-913.

82. Никитин М.Д., Кулик А .Я., Захаров Н.И. Теплозащитные и износостойкие покрытия деталей дизелей. — Л.: Машиностроение, 1977.— 166 с.

83. Никитин Ю.Н., Арустамов JI.X., Измайлов С.П., Федотов

84. A.С. Оценка жидкостного трения в сопряжении кольцо-цилиндр-поршень //Двигателестроение, 1983. -№ 7, С. 51-53.

85. Петриченко P.M. Физические основы внутрицилиндровых процессов в ДВС. Л., 1983, 244 с.

86. Погодаев Л.И., Криулин А.В. Повышение работоспособности поршневых колец судовых ДВС. // В кн.: Технол. и орг. судоремонта. — СПб.: СПбУВК, 1994.-С. 112-121.

87. Попов В.М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений. М., 1971. - 216 с.

88. Порошковая металлургия и напыление покрытий / Под ред.

89. B.C. Митина. — М.: Металлургия, 1987.

90. Поршневое кольцо. Заявка № 1441961, Великобритания. Опубл. 07.07.76

91. Поршневое кольцо. Патент № 4248440, США. Опубл. 18.12.85

92. Поршневые кольца. Заявка № 60-45268, Япония. Опубл. 08.10.85

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

94. Протасов Г.А. Сталь-молибденовое газотермическое покрытие для поршневых колец форсированных дизелей И Сварочное производство, 1977.-№ 1.-С. 20-22.

95. Пустыльник Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М.: Наука, 1968. — 288 с.

96. Путинцев С.В. Анализ режимов трения деталей ЦПГ автомоб. дизеля // Изв. Вузов. Машиностроение. — 1999. — С. 2-3.

97. Пшеничный Б.Н. Необходимые условия экстремума. М.: Наука, 1982.-144 с.

98. Райков И.Я., Спундэ Я.А. Резервы совершенствования ДВС // Автомобильная промышленность. — 1989. № 8. — С. 17-18

99. Рукавишников Н.Ф. Ремонт судовых дизелей. — М.: Транспорт, 1978.-251 с.

100. Семенов А.П. К методике измерения микротвердости тонких покрытий и модифицированных слоев вдавливанием и царапанием// Трение и износ. 1994. - 15, № 5. - С. 770-777.

101. Семенов B.C. Теплонапряженность и долговечность цилинд-ро-поршневой группы судовых дизелей. — М.: Транспорт, 1977.

102. Семенов B.C. Трение поршневого кольца о стенку цилиндра// Автомобильная промышленность, 1962. — № 6, с. 20-22.

103. Середа Н.В. Исследование и механическое моделирование процессов трения поршневых колец быстроходных ДВС. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. JL, 1982. - 16 с.

104. Современные способы наплавки и их применение / Сб. докладов. Киев: ИЭС им Е.О. Патона, АН УССР, 1982. - 131 с.

105. Соколов А.Д. Поверхностное упрочнение поршневых колец азотированием в тлеющем разряде // МиТОМ, 1982. — №5. С. 42.

106. Соколов А.Д. Разработка конструкционных требований к износостойким покрытиям при увеличении долговечности поршневых колец // Двигателестроение, 1990. № 11.

107. Соловей Н.Ф. Влияние наводороживания на износостойкость трущихся деталей ДВС и разработка методов его устранения: Автореф. дисс. . канд. техн. наук, Гомель, 1985.-24 с.

108. Соловей Н.Ф. Наводороживание трущихся деталей цилиндро-поршневой группы ДВС // Трение и износ, 1985. № 4. - С. 751-754.

109. Способ получения износостойкого покрытия. Заявка № 60-125364, Япония, опубл. 06.11.85

110. Таблицы планов эксперимента для факторных и полиномиальных моделей / Под ред. В.З. Бродского. М.: Металлургия, 1982. — 752 с.

111. Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин при абразивном изнашивании. — М.: Машиностроение, 1966.-331 с.

112. Теория трения, износа и проблемы стандартизации. — Брянск,1978.117Тороп В.В., Матюшенко В.Я., Соловей Н.Ф. Связь водородо-содержания с износостойкостью поршневых колец ДВС // Долговеч. трущ. деталей машин. 1990, № 4. - С. 205-208.

113. Трение и теплопередача в поршневых кольцах двигателей внутреннего сгорания/ Под ред. P.M. Петриченко. JL: Изд-во ЛГУ, 1990.-248 с.

114. Трение изнашивание и смазка: Справочние в 2-х кн. / Под ред. К.В. Крагельского, В.А. Алисина. — М.: Машиностроение.

115. Троицкий А.В. Основы металлизации распылением. М.: Госиздат, 1960. - 102 с.

116. Уайлд Д.Дж. Методы поиска экстремума. — М.: Наука, 1967. —268 с.

117. Устинов А.Н. Исследование поршневых колец дизелей. — Саратов, 1974. -126 с.

118. Федоров В.В. Численные методы максимина. М.: Наука,1979.-192 с.

119. Фомин Ю.А., Горбань А.И., Добровольский В.В. Лугин А.И. Судовые двигатели внутреннего сгорания.- Л.: Судостроение, 1989.— 344 с.

120. Хасуй А., Моригаки О. Наплавка и напыление. — М.: Машиностроение, 1985. 240 с.

121. Цихович Е.Э., Мендельсон А.А. К вопросу о характере трения и силе трения поршневого кольца дизеля // Труды ЦНИДИ, вып.60, 1970.

122. Чайка Б.И., Федорченко Б.И. и др. Плазменные покрытия для поршневых колец автомобильных двигателей // Порошковая металлургия, 1978.-№3.-С. 86-91

123. Чернышев Г.Д., Хачиян А.С., Пикус В.И. Рабочий процесс и тепл©напряженность автомобильных дизелей. — М., 1986. — 216 с.

124. Чулкин С.Г. Влияние сульфонитроцементации на износостойкость пористых газотермических покрытий // Трение, износ, смазка. — Т. 2, № 1. Март, 2000. — Электронный ресурс www.tribo.ru.

125. Шпеньков Г. П. Физико-химия трения (применительно к избирательному переносу и водородному износу). — Минск: Изд-во БГУ им В.И. Ленина, 1978.

126. Энглиш К. Поршневые кольца: В 2 т., М., 1962. Т.1. 584 с.

127. Энглиш К. Поршневые кольца: В 2 т., М., 1962. Т.2. 368 с.

128. Adhesive joints. Formation, characteristics and testing. E.g. by K.L. Mittal. New York: IBM Corp. Hopewell Junction. 1984. P. 269.

129. Laser Focus, 1987, IV, # 04, 62, 63139Mittal K.L. Adhesion measurement of thin films// Electrocompo-nent science technology, 1976. V. 3. — P. 21.

130. Munro R. // SAE Technical Paper Series, 1983. # 830067. -P. 8

131. Plasma Coating: one answer to piston ring problems // Motor Ship, 1977, V 58, # 682, p. 86-87.

132. Richardson D.E., Krause S.A. Predicted effects of cylinder kit for two diesel engines // Trans. ASME. J. Eng. Gas Turbines and Power. 2000. -# 4. P. 520-525.

133. The Motor Ship, March, 1985, p. 26.

134. The Motor Ship, Nov., 1986, p. 39.

135. Stong T.C., Einberger P.J., Smith T.J. Wear resistant coating for piston rings: Pat.#6562480 USA C22C19/05, B32B15/00. Dana Corp. Заявл. 10.01.2001. Опубл. 13.05.2003; НПК 428/546