автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Разработка научных основ повышения работоспособности рабочих органов и инструментов машин и оборудования лесного комплекса

На правах рукописи

ПЫРИКОВ Павел Геннадьевич

РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ИНСТРУМЕНТОВ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА

Специальности:

05.21.05 - Древесиноведение, технология и оборудование

деревопереработки 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Брянск - 2009

1627

003471627

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Брянская государственная инженерно-технологическая академия»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор,

Заслуженный деятель науки РФ, Памфилов Евгений Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Бондарев Борис Александрович

доктор технических наук, профессор Смоленцев Владислав Павлович

доктор технических наук, профессор Филонов Александр Андреевич

Ведущая организация Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования «Московский государственный университет леса» (141001, г. Мытищи-1, Московской обл. ул. Институтская, д. 1, МГУЛ)

Защита диссертации состоится « 26 » июня 2009 г. в 10°° часов на заседании диссертационного совета Д 212.034.02 при Воронежской государственной лесотехнической академии (394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8,зал заседаний - аудитория 240).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА).

Автореферат разослан «15 »мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Скрыпников А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования Возросшие в последние годы требования к качеству и конкурентоспособности продукции предприятий лесного комплекса, появление спроса на новые ее виды и повышение объемов производства определяют необходимость создания и использования новых и усовершенствованных технологий в сфере заготовительных и перерабатывающих производств, использования высокоэффективного технологичного оборудования и инструментов, в значительной степени импортного производства. В связи с этим возникла серьезная проблема сохранения и развития в России станко- инструментальной отрасли, продукция которой определяет технический уровень многих предприятий, осуществляющих заготовку и переработку древесины.

В вопросах совершенствования технического и технологического уровня предприятий лесного комплекса основной, наряду с производительностью, встает проблема обеспечения надежности и работоспособности технических систем. Ее решение в значительной степени затруднено ограниченными эксплуатационными свойствами используемых материалов, недостаточно эффективными технологиями производства изделий и их доэксплуатационной подготовки.

Зачастую серийно выпускаемое оборудование и режущие инструменты не обеспечивают реализацию необходимых технологических режимов, отвечающих современным требованиям к производительности и качеству продукции. Это в полной мере относится к рабочим органам лесозаготовительного оборудования, деревообрабатывающим станкам, оборудованию измельчи-тельного назначения. С расширением спектра обрабатываемых материалов на основе древесины отмечается ограничение возможностей применения серийно выпускаемых режущих и деформирующих инструментов, что связано с необходимостью поиска путей существенного повышения уровня их эксплуатационных свойств.

Многообразие форм и видов разрушения конструкционных и инструментальных материалов, определяемых факторами эксплуатации, вызывает необходимость использования некоего универсального оценочного параметра работоспособности (состояния, обеспечивающего выполнение объектом заданной функции с регламентированными параметрами в течение определенного времени), в качестве которого для многих инструментов и рабочих органов машин может быть успешно использована их стойкость. Эффективное управление стойкостью рабочих органов лесозаготовительного, деревообрабатывающего и бумагоделательного оборудования можно обеспечить путем комплексного формирования благоприятного сочетания составляющих качества поверхностных слоев материалов в зонах разрушения (износа). Основными из них являются: физико-химические свойства, шероховатость, микротвердость, дефектность, структурное и фазовое состояние. Выбор путей оптимизации этих параметров в существенной степени определяется эксплуатационными условиями контактирования взаимодействующих слоев, разрушение которых протекает в широком диапазоне скоростных и температурных режимов и, за-»

частую, осложнено влиянием активных сред. При этом во многих случаях стойкость рассматриваемых объектов определяется напряженно-деформационным состоянием в зоне контактного взаимодействия.

Учитывая, что поверхностное разрушение локализовано в определенных зонах и определяется трибологическими и механическими свойствами конструкционных и инструментальных материалов, очевидна перспективность управления этими свойствами посредством создания в функциональных слоях благоприятного уровня напряженно-деформационного состояния, в том числе и на основе использования анизотропных эффектов.

Разработка упрочняющих технологий, создающих благоприятные анизотропные эффекты с одновременным управлением свойствами обрабатываемых объектов, может базироваться на основе технологической деформации, индуцирования, обработки концентрированными потоками энергии, механического деформирования и т.д. Вместе с тем сложность формирования параметров, форм и видов анизотропии с одновременным управлением остальными составляющими качества при традиционно реализуемых схемах обработки существенно ограничивает их возможности.

Несмотря на обширную фундаментальную базу сведений о свойствах анизотропных сред, решение лишь ограниченного объема задач доведено до прикладного уровня. В полной мере это касается обеспечения долговечности деталей оборудования и инструментов лесного комплекса, что ограничивает использование технологических возможностей повышения их работоспособности.

Таким образом, можно считать, что обоснование принципов комплексного обеспечения благоприятного сочетания составляющих качества функциональных поверхностей инструментов и рабочих органов деревообрабатывающего оборудования и лесозаготовительных машин и разработка путей его регламентированного формирования для повышения стойкости является актуальной проблемой.

- Решение указанной проблемы выполнялось в соответствии с планами научно-исследовательских работ Министерства образования и науки РФ (Государственная регистрация № 01.99.0004519, № 01.20.0004518, № 01.20.0208037), планами НИР Брянской государственной инженерно-технологической академии и др.

Цель и задачи исследования — разработка научных основ комплексного управления совокупностями физико-химических и геометрических характеристик поверхностных слоев рабочих органов и инструментов машин и оборудования лесного комплекса для существенного повышения уровня их работоспособности.

Для достижения цели при выполнении диссертационной работы были поставлены следующие основные задачи:

1. Уточнить характерные виды и закономерности потери работоспособности рабочих органов и инструментов оборудования лесного комплекса.

2:"Установить влияние условий эксплуатации инструментов на характер и интенсивность их отказов; установить основные конструктивно-

эксплуатационные факторы, влияющие на показатели их работоспособности.

3. Выработать взаимосвязанные требования к показателям качества поверхностных слоев инструментов и разработать основы управления их свойствами для достижения благоприятной совокупности эксплуатационных параметров оборудования лесного комплекса.

4. Теоретически установить закономерности влияния формируемого сочетания уровней физико-химических, механических и геометрических параметров инструментов на их эксплуатационные свойства.

5. Теоретически обосновать и разработать новые способы формирования функциональных поверхностных слоев рабочих органов и инструментов деревообрабатывающего и лесозаготовительного оборудования, обладающих высокой степенью сопротивляемости различным видам разрушения в характерных условиях эксплуатации.

6. Разработать методики экспериментальных исследований закономерностей потери работоспособности инструментов и рабочих органов оборудования с оценкой влияния условий выполнения предлагаемых способов обеспечения стойкости.

7. Исследовать закономерности формирования совокупностей свойств исследуемых объектов в зависимости от режимов их упрочнения для выработки рекомендаций по использованию внешне индуцируемого магнитного поля и технологической деформации для создания благоприятного состояния поверхностных слоев рабочих органов машин и инструментов.

8. Исследовать закономерности влияния состояния поверхностных слоев на характер и интенсивность отказов рабочих органов и инструментов машин и оборудования лесной отрасли; выявить уровни свойств, обеспечивающие наибольшее повышение стойкости при различных режимах эксплуатации.

9. Экспериментально обосновать принципы управляемого формирования благоприятных характеристик поверхностных слоев режущих и деформирующих инструментов для обработки древесины и материалов на ее основе, а также рабочих органов лесозаготовительных машин и оборудования при реализации усовершенствованных методов деформационной, магнитной, лазерной и электроискровой обработок, обеспечивающих эффективное повышение стойкости.

10. Выработать рекомендации по реализации предлагаемых путей повышения работоспособности для их внедрения в промышленность.

В качестве объекта исследования принималось свойство работоспособности рабочих органов и инструментов машин и оборудования лесного комплекса.

Предмет исследования - рабочие органы и инструменты дерево- и бумагообрабатывающего и лесозаготовительного оборудования.

Методы исследования и достоверность результатов. Пути обеспечения управления свойствами поверхностных слоев инструментов оборудования лесного комплекса основаны на использовании данных об условиях их эксплуатации, с выявлением факторов, определяющих работоспособность. С учетом этого предложены новые способы обработки поверхности исследуемых

объектов источниками с высокой концентрацией энергии, в управляемых магнитных полях, а также при формировании электролизных покрытий в состоянии направленного индуцирования, обеспечения поверхностной прочности, создания многофункциональных поверхностных структур с регламентированными свойствами, формирования благоприятного уровня остаточных напряжений технологической деформацией и проч.

Теоретической базой выступают экспериментальные данные и теории резания древесины и полимеров, трения и изнашивания, технологии производства техники и инструментов лесной отрасли, теоретической механики, а также теории упругости, математического моделирования, теории вероятности, математической статистики и материаловедения.

Обоснованность и достоверность результатов обеспечивается сопоставлением данных лабораторных, натурных и производственных экспериментов, а также опубликованными результатами исследований ряда авторов. Новизна технических решений подтверждена приоритетом авторских прав.

Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

Теоретически обоснованы пути обеспечения работоспособности дерево-и бумагообрабатывающего инструмента, цепных рабочих органов оборудования, окорочных и лущильных станков, а также оборудования измельчительного назначения для производства щепы и стружки на основе управляемого формирования свойств поверхностных слоев конструкционных и инструментальных материалов. Впервые предложено представить комплексное сочетание их параметров в форме анизотропной системы, адаптируемой к условиям эксплуатации машин.

Показано, что формирование требуемых свойств может осуществляться за счет управления напряженно-деформационным состоянием поверхностных слоев при регламентации кристаллографической упорядоченности, структурного и фазового состояния, шероховатости, микротвердости, морфологических и топографических параметров. Установлено, что степень влияния каждого из них на формируемые свойства материалов определяется характером разрушения, видом анизотропии, температурным режимом и действием внешней среды.

Впервые предложена и обоснована возможность обеспечения сбалансированного сочетания показателей составляющих качество рабочих поверхностей инструментов на основе управляемого индуцирования за счет регламентации магнитострикционных напряжений, минимизации эпитаксии, обеспечения текстурирования, а также полеориентированного электроосаждения гальванических покрытий.

Разработаны теоретические основы технологического создания благоприятного сочетания уровней остаточных напряжений, микротвердости, шероховатости, а также структурного и дефектного состояний поверхностей рабочих органов и инструментов оборудования отрасли при воздействии источниками с высокой плотностью энергии в управляемом магнитном поле. При этом впервые предложен системный подход к обоснованию возможности структурной самоорганизации в материалах изделий с позиций магнитной гидродинамики и

кинетики структурообразования. Показано, что упорядоченность кристаллографических плоскостей и направлений, создающая прогнозируемый комплекс свойств, определяется величиной напряженности магнитного поля и температурного градиента, создающего условия для направленного роста зерен.

Разработаны теоретические основы управления деформационным состоянием рабочих поверхностей изделий с учетом эффекта упрочнения при объемном нагружении. Установлено, что деформация материала с кристаллографической упорядоченностью реализуется стадийно с накапливанием определенного запаса прочности в направлениях, отличных от главных направлений деформации.

Разработана нейросетевая модель для оценки уровня работоспособности изделий, оптимизированная по критерию стойкости конструкционных и инструментальных материалов. Использование искусственно сформированного алгоритма обработки данных позволяет прогнозировать уровень эксплуатационных качеств при исключении необходимости дифференцированной оценки влияния режимов и условий эксплуатации на формируемые свойства материалов.

Теоретически и экспериментально обоснованы новые технологические решения и оборудование для формирования в материалах регламентированных состояний (патенты РФ № 2118383, № 2162111, № 2186129, № 2186670, № 2224826, № 2238986, № 2240360, № 2275445, № 2275432, № 2273672, № 2273671, №2276191).

Практическая значимость и реализация результатов работы

Разработаны промышленные рекомендации по реализации новых способов повышения стойкости режущих и деформирующих инструментов деревообрабатывающего и бумагообрабатывающего назначения, а такжерабочих органов лесозаготовительных машин на основе формирования сбалансированного сочетания параметров поверхностных слоев инструментальных материалов.

Разработаны промышленные режимы применения новых видов деформационного, лазерного и электроискрового методов упрочняющей обработки материалов, включающие регламентированную технологическую деформацию и индуцирование внешними магнитными полями. Разработаны рекомендации и предложены способы повышения стойкости инструментов для обработки древесины и материалов на ее основе; использования многофункциональных электролитических покрытий.

Предложены рекомендации по эффективному использованию технологий упрочняющей обработки инструментов для обработки древесины, бумаги и картона.

Даны предложения по целесообразному использованию рекомендаций работы для повышения срока службы инструментов, деталей машин и оборудования лесного комплекса, внедрение которых обеспечивает повышение износостойкости в 1.4 - 2.6 раза.

Внедрены в учебный процесс ВУЗов программные продукты и лабораторное оборудование, использование которых позволяет более эффективно организовывать процесс обучения.

Результаты работы внедрены на ОАО «Котласский ЦБК» (г. Коряжма, Архангельской обл.), ЗАО ПЭФ «Союз» (г. Москва), ОАО «Кондровская бумажная компания» (г. Кондрово, Калужской обл.), ОАО «Брянский Арсенал» (г. Брянск), ЗАО «Группа «Кремний» (г.Брянск), ОАО ПО «Одинцово» (г.Одинцово, Московской обл.), ОАО «Мебельщик» (г. Нижний Тагил), ЗАО «Брянский завод мебельных деталей», в учебный процесс Брянской государственной инженерно-технологической академии (БГИТА), Брянского государственного технического университета (БГТУ).

Положения, выносимые на защиту - 05.21.05 - Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки:

1. Методы прогнозирования эффективности технологий обеспечения стойкости рабочих органов и инструментов оборудования лесного комплекса и обоснования принципов и систем для их реализации.

2. Результаты внедрения способов повышения надежности и эффективности функционирования процессов механической обработки Древесины на основе обеспечения высоких эксплуатационных качеств оборудования и режущего инструмента.

3. Методы управления состоянием рабочих поверхностей инструментов и элементов оборудования лесного комплекса по критерию стойкости.

4. Методы оценки и управления функциональными показателями рабочих элементов в узлах дерево- и бумагообрабатывающего оборудования и инструментов, рабочих органах машин лесного комплекса.

5. Результаты исследований и разработки технологий и средств повышения стойкости рабочих органов и инструментов деревообрабатывающего и лесозаготовительного оборудования.

- 05.21.01. Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства:

1. Результаты исследований условий функционирования рабочих органов и инструментов оборудования и лесозаготовительных машин.

2. Результаты исследований стойкости элементов оборудования и режущих инструментов с обоснованием взаимосвязанных требований к показателям качества поверхностных слоев и прогнозируемому уровню работоспособности.

3. Результаты разработки и совершенствования методов управления качеством работы машин, оборудования и инструментов лесного комплекса.

Апробация работы

Основные результаты работы доложены и обсуждены на семинарах и заседаниях Ученых советов Брянского государственного технического университета, Брянской государственной инженерно-технологической академии, Московского государственного университета леса, Московского государственного технологического университета им. К.Э. Циолковского, Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии, ГНУ «Институт механики метал-лополимерных систем им. В.А.Белого» НАН Беларуси (1997 - 2005 гг); на научно-технических конференциях разного уровня: «Современные проблемы машиностроения и технический прогресс», г. Севастополь, 1996 г., «Теория, проектирование и методы расчета лесных и деревообрабатывающих ма-

шин».г.Москва, МГУЛ, 1996, «Создание ресурсосберегающих машин и технологий». г. Могилев, Машиностроительный институт, 1996 г., «Повышение эффективности технологических процессов изготовления деталей машин», г. Курган, 1999 г., «Ресурсосберегающие технологии в лесном хозяйстве, лесной и деревообрабатывающей промышленности», г. Минск , 2000 г., МНТК «Комплексная переработка древесного сырья на базе эффективных и энергосберегающих технологий», г. Архангельск, АрхГГУ, 2000 г., «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов», г. Воронеж, ВГТУ, 2003 г., «Полимерные композиты и трибология» («Поликомтриб-2005»), г. Гомель, 2005., «ВАЬТШВ 2007» г. Каунас, 2007.

Публикации

Основные положения диссертации опубликованы в 52 печатных работах, в том числе 13 в изданиях, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора наук, а также в монографии, описаниях 14 изобретений, в сети Интернет (vvww.bgita.ru, www.vgtu.ru)

Личный вклад автора в опубликованных работах заключается постановке и решении задач диссертации, в выявлении актуальности и формулировании научной проблемы обеспечения износостойкости инструментов и деталей машин и оборудования лесного комплекса, а также инструментальных и конструкционных материалов, использование которых предполагается в условиях идентичных рассматриваемым.

Автором предложены, разработаны и запатентованы новые конструкции рабочих органов машин и инструментов лесного комплекса и способы их доэксплуатационной обработки, обеспечивающие повышение работоспособности.

Структура и объем работы

Диссертация включает введение, 8 разделов, выводы и рекомендации, список использованных источников, 8 приложений. Работа изложена на 326 страницах машинописного текста и содержит 103 рисунка, 20 таблиц.

Список использованных источников включает 215 наименований. В приложениях приведены акты испытаний и внедрений результатов работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, указана ее цель и задачи исследований, научная новизна, а также теоретическая и практическая значимость результатов, выносимых на защиту.

В первом разделе приводится анализ условий эксплуатации и закономерностей отказов инструментов и рабочих органов деревообрабатывающего и лесозаготовительного оборудования, принятых в качестве объектов исследования; рассматриваются особенности потери их работоспособности и предлагаются пути обеспечения стойкости.

По данным работ В.В.Амалицкого, Вит.В.Амалицкого, Б.А.Бондарева, С.Н.Иванова, В.К.Курьянова, С.М.Мазарского, И.З.Малинского, К.Ю.Эпштейна, Х.Лемана, Л.Рихтера, Д.Хойера, А.А.Филонова, Д.М.Фляте, Б.Н.Моисеева, В.Г.Лихомского и др. установлено, что при эксплуатации инструмента и ряда рабочих элементов оборудования лесного комплекса их отказы преимущественно происходят в результате различных видов разрушения и изнашивания рабочих поверхностей, а отказы проявляются в виде ухудшения режущей способности, появления недопустимого уровня вибрации; роста потребляемой мощности, снижения точности обработки.

Изнашивание в рассматриваемых условиях эксплуатации представляет сложный процесс, интенсивность и закономерности протекания которого определяются характером фрикционного взаимодействия, совокупностью характеристик и структурой функциональных поверхностных слоев.

Фундаментальные и прикладные основы поверхностного разрушения материалов при изнашивании освещены в работах Э.Д.Брауна, Ф.П.Боудена, Н.А.Буше, Д.Н.Гаркунова, И.Г.Горячевой, В.В.Гриба, ,. Н.Б.Демкина, Ю.Н. Дроздова, Б.И.Костецкого, И.В.Крагельского, Ю.К.Машкова, Н.М.Михина, Е.А.Памфилова, Л.М.Рыбаковой, Э.В.Рыжова, А.П.Семенова, Д.Тейбора, А.В.Чичинадзе и других исследователей. Анализ этих работ позволяет отметить особую роль влияния состояния контактирующих поверхностей на величины их износа. В основном указанное состояние поверхностей характеризуют: шероховатость поверхности, уровень остаточных напряжений, микротвердость, поверхностная (усталостная) прочность и трещиностойкость, .структурное и дефектное состояние используемых материалов.

Особую роль играет кристаллографическая ориентация, обусловли-• вающая критическую величину напряжений до разрушения материала поверхностных слоев. При этом исходное состояние поверхностных слоев може обеспечивать достаточный ресурс механических свойств, что в сочетании дополнительными эффектами упрочнения позволяет управлять сопротивляемостью процессам разрушения режущих инструментов, деталей машин и оборудования лесного комплекса. В то же время объем информации, характери зующей связь различных видов анизотропии с функциональными характери стиками изнашиваемых поверхностей недостаточен для установления связ эксплуатационных режимов (температуры, нагрузок, условий их приложения проч.) с триботехническими свойствами конкретных изделий.

Анализ работ в этом направлении (Е.К. Ашкенази, P.A. Адамеску, В Бэкофен, Г. Вассерман, Я.Д. Вишняков, B.C. Смирнов, Е.М. Савицкий, Р. Кри стенсен, С.Г. Лехницкий, П.Г. Микляев, Я.Б. Фридман, И.А. Одинг, Ф,И. Руза нов, Р. Хилл) показывает на необходимость оценки закономерностей влияни свойств анизотропных металлических материалов на показатели их поверхно стного разрушения. Недостаточен также объем информации, раскрывающе" закономерности влияния кристаллографического упорядочения в металлах н эффекты их упрочнения и возможность управления эксплуатационными свой ствами изделий.

Вопросам технологического обеспечения качества поверхности уделен

большое внимание в работах НА.Воронина, А.О.Горленко, К.И. Демьяновского, Н.Б.Демкина, Г.КДубинина, А.А. Маталина, А.В.Моисеева, Е.А. Памфилова, Э.В. Рыжова, А.П.Семенова, В.ПСмоленцева, А.Г.Суслова, ВЛ.Федорова, М.М.Хрущова, ГЛ.Хаета, М.Х.Шоршорова и многих других.

Результаты их исследований, применимые к условиям изнашивания инструмента и деталей деревообрабатывающего оборудования, показывают, что наиболее перспективными способами их упрочнения, являются: обработка материалов концентрированными источниками энергии (лазерная и плазменная обработки, детонационные, электронно-лучевые и др. методы), а также методы гальванического формирования износостойких покрытий. <

Однако известные схемы реализации этих методов не обеспечивают необходимой степени воздействия на функциональные свойства, что не позволяет использовать их потенциальные возможности при обеспечении стойкости инструментов.

Перспективными являются и упрочняющие технологии обработки изделий управляемыми электрическими и магнитными полями (Ю.В.Баранов, И.Л.Батаронов, М.Л.Бернштейн, О.О.Болотов, С.В.Вонсовский, Галей М.Т., В.Н.Пустовойт, О.А.Троицкий, В.Курц, Н.В.Котельников, Е.А.Туров, М.А.Кривоглаз, В.Н.Чижов, Л.Янг). Эти технологии позволяют формировать в изделиях необходимую остаточную намагниченность, микротвердость и шероховатость, а также создавать благоприятный фазовый состав.

Однако и они недостаточно изучены в части регламентации анизотропных состояний при индуцировании расплавов металлов и покрытий для использования их в целях повышения работоспособности рабочих режущих органов и инструментов деревообрабатывающей техники. Также ограничен объем информации о влиянии индуцирования на формирование упорядоченных кристаллографических состояний и их влияние на износ. При этом анализ работ А.Ф.Александрова, Ю.К.Круминя, Н.В.Окорокова, И.И.Новикова, Л.Л.Тира, И.А.Чернышева, Дж. Шерклифа позволяет отметить перспективность применения магнитных полей при различных видах упрочнения.

Таким образом, для повышения стойкости рассматриваемых объектов требуется решение ряда теоретических и экспериментальных задач, которое рассматривается в последующих главах.

Во втором разделе теоретически обоснованы принципы управляемого формирования благоприятной совокупности свойств функциональных поверхностей рабочих органов и инструментов оборудования лесного комплекса для достижения заданного уровня их работоспособности.

Учитывая градиентно-поверхностный характер изнашивания, представляется целесообразным формировать в зонах износа сбалансированное сочетание благоприятных уровней параметров состояния поверхности в анизотропной форме (рисунок 1). Для реализации указанных схем предлагается, используя эффекты механической или электромагнитной природы, обеспечить управление напряженным состоянием, величинами параметров шероховатости, микротвердости, а также структурным состоянием, трещиностойкостью и выносливостью.

Для этого предполагается использование регламентированной деформации, формирование кристаллографической упорядоченности в структуре поверхностных слоев, создание конверсионной структуры многофункциональных гальванических покрытий при регламентированном индуцировании.

Поскольку известно положительное влияние на стойкость рабочих органов и инструментов оборудования отрасли остаточных напряжений сжатия, которые позволяют снизить трещинообразование и проникновение в глубь инструментальных материалов поверхностно-активных веществ, целесообразно формирование их благоприятного уровня в рабочих зонах за счет направленной технологической деформации. Ее величина определяется остаточными и температурными напряжениями, коэффициентом поперечного сечения деформируемого объекта, эксплуатационной нагрузкой и температурным диапазоном деформации, лимитирующимся теплостойкостью материала.

Использование магнитных полей для формирования анизотропии механических свойств сплавов основано на магнитопластической деформации в кристаллической структуре.

Рисунок 1 - Схема обеспечения работоспособности инструментов и рабочих органов деревообрабатывающего и лесозаготовительного оборудования с использованием анизотропных эффектов

При этом происходит регламентированная направленность в движении точечных дефектов, объединяющиеся в группировки, искажающие симметрию решетки материала. Установлено также, что исходный уровень остаточны напряжений способен оказать влияние на уровень формируемых остаточных напряжений.

Возможность оптимизации параметров шероховатости рабочих поверхностей обусловлена влиянием магнитострикции, создающей эффект анизотропии. Учитывая сопоставимость параметров шероховатости с размерами блоков структурных составляющих допускалось, что изменения шероховатости поверхности способны отразиться на условиях фрикционного контакта при взаимодействии инструментов с древесиной.

Достигнуть качественно нового уровня состояния функциональных поверхностей изделий предлагается за счет перекристаллизации в магнитном поле в условиях термомагнитной стимуляции. Формирующаяся при этом совокупность свойств представлена разного рода текстурными формированиями. При этом установлена возможность управлять наиболее значимыми в отношении сопротивляемости различным видам разрушения материалов параметрами: фрикционной усталостью а0, коэффициентом трещиностройкости Кс, поверхностной сопротивляемостью материала микрорезанию е, пределом выносливости сг;, поверхностной твердостью Н^ , параметром шероховатости Д и остаточным напряженным состоянием сгост, Л0Ст■

Однако большая эффективность ожидается от управления кристаллографической анизотропией в изнашиваемых областях инструментов, поскольку в поликристаллических материалах, к которым относится большинство конструкционных и инструментальных сталей, целесообразно формирование многофункциональных форм анизотропии.

Возможность формирования необходимой совокупности свойств гальванических покрытий на функциональных поверхностях объектов исследований основывается на принципах многофункциональности, в которых структура покрытия представлена совокупностью послойно осаждаемых металлов. При этом в каждом слое формируется заданная кристаллографическая упорядоченность. При этом свойства наружного слоя создаются в результате трибо-логической конверсии.

Для реализации предложенных принципов управления состоянием поверхности рабочих органов и инструментов деревообрабатывающего и лесозаготовительного оборудования в целях повышения их работоспособности устанавливались и анализировались качественные признаки формируемых анизотропных эффектов. Для этого на основе моделирования определялись ориентационные, магнитогидродинамические и термокинетические условия их обеспечения.

В третьем разделе теоретически обоснованы условия формирования анизотропных состояний на поверхностях рабочих органов и инструментов деревообрабатывающего и лесозаготовительного оборудования в форме ори-ентационных моделей кристаллографического упорядочения. Их основу составили принципы сингониальной репродуктивности кристаллических состояний инструментальных материалов, характеризуемой свойством трансляционной симметрии кристаллических состояний в зернограничных порядках.

Проводимая идеализация состояла в решении прямой и обратной задач. Согласно условиям прямой задачи, задавались положения объекта под-

вергнутого обработке, вектора магнитной индукции В, а также тип кристаллической решетки (рисунок 2).

Рисунок 2 - Интерфейс программы расчета ориентационных эффектов для макромоделей типа «просекатель», «нож», «конический просекатель»

Определяются координаты вектора внешней нагрузки (например, силы трения) Р при которых он оказывался параллельным регламентированному кристаллографическому направлению Д в котором выражен максимум заданного свойства материала.

В обратной задаче при тех же условиях предполагается наличие координат вектора внешней нагрузки и произвольного положения кристаллической решетки определенного базисного типа. Определяется положение вектора магнитной индукции В, при котором вследствие переориентации направлений легчайшего намагничивания А обеспечивается заданное соответствие положений регламентированного направления N деформации вектору К

Влияние направленного индуцирования на закономерности формирования анизотропных состояний на основе кристаллографического упорядочения в инструментальных материалах при нагреве до температур существенно выше точки Кюри объясняется гипотезой о неравенстве температурных зависимостей намагниченности и поля анизотропии, при котором в некотором интервале температур интенсивность убывания поля анизотропии превышает интенсивность убывания намагниченности; при этом в некоторый момент времени их интенсивности совпадают, а в последующем доминирует поле анизотропии.

Установлено, что на стадии существования жидкого состояния материала влияние поля сводится к ориентированию течений вдоль магнитных силовых линий под воздействием пондеромоторной силы, или (в случае обратного эффекта) объемной электродинамической силы, создающей перепад давления в среде.

Магнитогидродинамические (МГД) приближения ориентационного эффекта представляются в виде плазменной модели на основе допущения о том, что при краткотечном воздействии высокотемпературным импульсом (например, лазерным лучом) структура расплава близка к структуре плазмы.

Установлено, что процесс кристаллографического упорядочения при охлаждении из расплава в магнитном поле характеризуется как открытая (маг-нитогидродинамическая) нелинейная диссипативная система, далекая от термодинамического равновесия, которой присущи нижеприведенные признаки:

■ открытость - поступление энергии извне (в данном случае энергия лазерного излучения «закачиваемая» в металл;

■ нелинейность системы - из за большой импульсно приходящей и им-пульсно увеличивающейся лазерной энергии (длительность импульса 2-8 мс) характеризуется сильной нелинейностью и диссипативностью с протеканием фазового перехода от анизотропного расплава к кристаллической структуре;

■ диссипативиость системы - подтверждается тем, что в существенном интервале времени магнитные числа Рейнольдса оказываются меньше единицы.

■ удаленность от термодинамического равновесия - плотность кинетической энергии упорядоченного движения частиц оказывается меньше плотности энергии лазерного луча.

Развитие данной системы основано на принципах синергетики, выраженных в упорядочении структуры инструментального материала в жидком состоянии за счет направленности термоциркуляционного перемешивания под воздействием магнитного поля и упорядоченной кристаллизации при сильном влиянии нелинейности.

В ориентационной модели направленной перекристаллизации в магнитном поле термокинетические условия структурообразования (кристаллографического упорядочения) представляются в виде самоорганизующейся пространственно-временной диссипативной системы, отличающейся сильной нелинейностью и эволюционирующей в состояние с минимумом производства энтропии.

При нагреве и охлаждении в магнитном поле образующийся единичный полигон рассматривается в виде помещенного в жидкость твердого кубического тела, параметры плоскостей и граней которого определяются сингони-альной спецификой, из материала с положительной магнитной восприимчивостью в функции напряженности поля.

Ввиду исключительной сложности прогнозирования характера гидродинамических потоков в объеме расплава, а также взаимного влияния образующихся полигонов, влияние факторов обработки на кинетический потенциал системы в текущий момент времени представляется в виде возрастающей вязкости ориентационной среды при переходе из жидкого в твердое (кристаллическое) состояние, что соответствует образованию полигонов в расплаве -первая точка бифуркации.

Ориентационные факторы представлены обобщенным термокинетическим потенциалом IV (разностью температуры на границе изложницы и в объеме расплава, создающей гидродинамическое течение), понижающегося с увеличением 5 и ? и ориентирующим плоскость по нормали к контуру Гъ некоторый начальный момент времени /0 образования полигона, а также вектором магнитной индукции В, ориентирующим плоскость £3.

Установлено, что влияние магнитного поля выражено в изменении суммарного ориентационного эффекта Эх от факторов IV и В в функции времени Ж (рисунок 3). Под частным ориентационным эффектом понималась степень влияния каждого из указанных факторов на способность тела изменять

ориентацию, при которой обеспечивается соответствие положения заданного кристаллографического направления регламентированному положению, определенному магнитным полем (вторая точка бифуркации).

Степень взаимовлияния факторов BhW учитывается коэффициентом В1 = B/W. Уравнения для частных и суммарного эффектов в функции времени представлены ниже, где t, tu t2, h - временные реперы, причем tk — время, характерное нагреву до температуры Кюри (TjJ, Тт - температура плавления, Т0 - температура, соответствующая моменту приложения теплового импульса (начальная), Tm' - температура, обусловленная выделением скрытой теплоты кристаллизации.

О, t<tk,{T>Tk),

/

/

\

Т—Т Т—Т

Л . \2

Тт-Щ[Тт-Тт), K<t<tv \h hj

На основании результатов моделирования процессов охлаждения из расплава, а также при импульсном температурном воздействии установлено, что предпосылки для управляемого кристаллографического упорядочения могут быть обеспечены при значениях коэффициента BI в пределах 500 - 50000.

Возрастающим значениям соотношения факторов В и W соответствует пологий характер температурной кривой, что подразумевает возрастание влияния фактора Э„. Приоритет влияния эффектов определяется временем оценки: при t < t0 преобладает фактор Эи, , при t > t0- прогнозируется преобладание фактора Эв (t0 — корень уравнения 3i{t) = 0), причем эффект 3K(t) существует в любой момент времени до завершения кристаллизации t}, а эффект Э/t), только при t > tk. При соотношении B/IV = 1 влияние В на ориентационный эффект не прослеживается.

Допуская постоянство интенсивности теплоотвода во всех сериях моделирования установлено, что с повышением значения соотношения 13/W критическое значение времени, с превышением которого начинается устойчивое доминирование влияния фактора В, уменьшается и при B/W= 50000, становится близкой значению tk (рисунок 4).

При этом отмечено возрастание влияния фактора В (что соответствует твердорастворному состоянию сплава), слабо меняющееся затем с последующим ростом BI.

Полученные результаты позволили при различных значениях параметров Тпл. Tk, ti, t2 кристаллизации уточнять величины напряженности магнитного поля, обеспечивающего формирование заданных состояний в инструментальных материалах в период кристаллизации.

В целях прогнозирования различных условий формирования анизотропных эффектов на основе полученных результатов использовалась концепция нейросетевого моделирования. Для исследований была выбрана архитектура многослойной сети прямого распространения, В качестве входов X в модели принимались: марка упрочняемого материала; кристаллографическое направление; плотность энергии термического воздействия; напряженность магнитного поля; способ упрочнения поверхности; состояние индуцирования (по константам); глубина упрочнения. В качестве выходных факторов У рассматривались: микротвердость упрочненной поверхности; эквивалентные остаточные напряжения; параметры шероховатости обработанной поверхности (йа, Rmaxt >Sm, Р)-

Результаты испытаний на разработанной нейронной модели показывают устойчивую коррелированную связь между расчетными и экспериментальными данными (отклонение значений, спрогнозированных обученной нейронной сетью, от результатов экспериментальных исследований не превышало 10 %).

Обоснованная ранее возможность формировать в рабочих зонах объектов исследования благоприятное сочетание параметров состояния поверхности предопределило необходимость оценки его влияния на их стойкость и работоспособность. В этих целях выполнялись исследования закономерностей разрушения (изнашивания) конструкционных и инструментальных материа-

лов, параметры состояния которых задавались в анизотропной форме.

В четвертой разделе приведены результаты теоретических исследований закономерностей разрушения материалов рабочих органов и инструментов деревообрабатывающего и лесозаготовительного оборудования, основанные на управлении их напряженно-деформационным состоянием (НДС). При этом принималось во внимание исключительная роль НДС в формировании критических уровней напряжений, соответствующих началу процессам разрушения поверхностей при фрикционном взаимодействии.

Гхи/

>

3.0 2.0 1.5

0.5 0 0.5 -1 •1.5

Рисунок 3 - Температурная зависимость Эх при ох- Рисунок 4 - Зависимости суммарного лаждении расплава от времени / охлаждения при В1 • ориентационного эффекта Эх от времени 5000 перекристаллизации / при В1 700 (а),

900 (б), 1200 (в) соответственно

Модель нагружаемого (деформируемого) объекта - полупространства представляется слоем с регламентированной кристаллографической упорядоченностью, подслоем с трансверсально-изотропными (ортотропными) характеристиками и изотропной подложкой (материалом основы). Для каждого слоя контактное сближение моделировалось внедрением жесткой шероховатой полусферы в однородное полупространство, характеризующегося анизотропией общего вида с осью упругой симметрии, в плоскости действия нормальной нагрузки. . :

При известных упругих константах для монокристаллов с различными типами решеток задавались приращения вертикальных перемещений пуансона до значения критического сближения и определялась величина октаэдриче-ского касательного напряжения по глубине внедрения, сравниваемого с величиной предела текучести на сдвиг в устанавливаемых кристаллографических направлениях.

Для анизотропного слоя принималась гипотеза континуума при концепции эффективной гомогенности, дающей основание полагать одинаковыми однородные свойства среды во всех рассматриваемых точках, т.е. фазовый контраст структуры анизотропного слоя усреднялся и ассоциировался с масштабом длины осреднения, вследствие чего становилось возможным предска-

зывать эффективные свойства идеализированной гомогенной среды через свойства отдельных фаз.

Для идеального жесткопластического материала условие пластичности имеет вид: F(a¡) = 'Л Атар}арч (i,j, р, q = 1, 2, 3), где Ат - тензор пластической анизотропии, симметричный как по паре индексов (ij), (pq), так и по индексу внутри пары (i,j), (p,q).

Принимая функцию F(a,j) равную пластическому потенциалу, получим закон течения для анизотропного материала: de¡j= cilA¡Jpq о^, где di - положительный множитель пропорциональности.

Для учета упрочнения процесс деформирования разбивался на этапы, соответствующие приращениям эквивалентной деформации As¡ = е,+ 1 - с,. Для выбранной точки деформируемого материала и приращения эквивалентной деформации Asi эквивалентное напряжение а считалось постоянным, равным текущему пределу текучести, но отличным от предела текучести на предыдущем и последующем этапах деформирования. В этом случае на каждом этапе деформирования материал считался идеально жестко-пластическим, а для всех этапов - упрочняющимся. В этом случае величина as¡ определяется из соотношения

О* si —

ja (s s / (s i

i - Si

i = 0, I, 2, 3...N

При направлениях растягиваемых образцов, совпадающих с направлениями а ~ 0, а = 90 и а = 45 град., отношение компонентов приращения деформаций по ширине к компоненте приращения деформаций по толщине принимает вид:

п АпЗЗ Л2233 ( / 1 1 V Ami

fío =-;foo =-;(0.5 + /?45l — + — =-

Л1122 Au22 yRo Rw) Al 122

Значения Ацц, А2222, Ац22 и Ацц получаются из зависимости предела текучести от угла наклона а (для конкретного кристаллографического формата или же при деформировании по различным кристаллографическим направлениям, когда а = 0). Можно показать, что максимум и минимум предела текучести а имеют место вдоль осей анизотропии, а также в направлениях а таких, что

2 А 1212 + А 1111 — А 1122

% а = -

А 1212 + А 2222 — А 1122

Таким образом, для материала с регламентированным кристаллографическим упорядочением (соответствующим форматом текстуры) в случае орто-тропии знание трех коэффициентов R0l Я90 полученных из трех испытаний образцов, вырезанных под углами 0, 45 и 90 град, является необходимым и

достаточным условием, определяющим отношения трех параметров Ацзз /¿1122, ¿2233^1122 Л1212/А1122 к параметру Ащз-

При рассмотрении плоской деформации ортотропного слоя условие текучести представляется в виде:

2 =Т2 ,

4(1 -а)

где Т- предел текучести при сдвиге по отношению к осям / и 2, определяемый формулой 2А1212- 1/?.

Полученные результаты расчетов позволили установить допустимый уровень нагрузок (сил резания и трения) на режущую часть инструментов с различным кристаллографическим форматом текстур. Предложенные и обоснованные принципы управления показателями качества поверхностей рабочих органов и инструментов деревообрабатывающей и лесозаготовительной техники представляется целесообразным адаптировать к принятым объектам исследований. В дальнейшем в работе рассматриваются технологические аспекты обеспечения прогнозируемого уровня их работоспособности.

В пятом разделе отражены технологические основы управления физико-химическими и геометрическими характеристиками изделий для обеспечения их работоспособности (стойкости) на основе формирования различных анизотропных состояний.

Установленное положительное влияние на стойкость остаточных напряжений сжатия, снижения уровня трещинообразования, уменьшения степени проникновения поверхностно-активных веществ в поверхностные слои материалов обусловило выбор в качестве упрочняющего фактора воздействие на инструменты направленной технологической деформацией (рисунок 5 а).

Также предложены схемы управления уровнем напряженного состояния в режущей части инструментов за счет эффектов магнитострикции при индуцировании внешним магнитным полем. При этом вектор магнитострик-ционных напряжений ориентируется нормально превалирующему направлению распространения трещин на режущих кромках.

Возможность формирования геометрической формы анизотропии обеспечивается путем использования покрытий с переменной отражательной способностью (например А1203) при стимуляции пластических деформаций в области упрочнения внешним переменным магнитным полем, обусловливающем эффект электропластичности, а также на основе управления гидродинамическими потоками в расплаве за счет их перевода в стабильно ламинарное состояние.

Управление структурной анизотропией материалов обеспечивается на основе изменения уровня теплового воздействия на обрабатываемую поверхность при поляризации лазерного луча в полосу с переменной интенсивностью излучения и сканирования вдоль этой полосы. Это позволяет получить несколько структурных состояний обрабатываемого материала за один проход лазерного луча, исключив тем самым необходимость проведения отдельных термических операций, и повысить производительность обработки.

Направленное ориентирование кристаллов в управляемом магнитном поле позволяет сформировать по толщине гальванического покрытия зональные ряды, отличающиеся регламентированной упорядоченностью положения

Рисунок 5 - Схемы формирования в рабочих органах и инструментах деревообрабатывающего и лесозаготовительного оборудования различных анизотропных состояний а - регламентированной механической деформацией; б - направленным индуцированием (магнитострикцией); в - при высокоэнергетическом воздействии в магнитном поле; г - при формировании конверсионной структуры покрытий в магнитном поле

кристаллографических направлений (рисунок 5г). При формировании многослойной структуры покрытия подбор материалов осуществляется с позиций последовательно уменьшающегося коэффициента линейного расширения в каждом слое - от подложки к наружным слоям.

Эффект основан на минимизации уровня остаточных напряжений между слоями при плоскопараллельном расположении когерентных кристаллографических плоскостей, в качестве которых выступают плоскости с наименьшим энергетическим потенциалом, а также на формировании благоприятного уровня напряженного состояния при учете знака магнитострикции, зависящего от элементного и структурного состояния покрытия.

Реализация и оценка эффективности предложенных технологических приемов обеспечения работоспособности инструментов машин и оборудования лесного комплекса основывалась на разработанных методах экспериментальных исследований.

В шестом разделе представлены методы исследований формируемых свойств рабочих поверхностей изделий и их влияние на стойкость в различных условиях изнашивания. Структура исследований обеспечивала дифференцированную оценку влияния формируемых анизотропных состояний и других характеристик на закономерности и интенсивность изнашивания.

В качестве исследуемых принимались сплавы с повышенным содержанием основных магнитных элементов, используемых в качестве эталонных; а также стали, широко применяющиеся в инструментальной промышленности лесного комплекса: 8Х6НФТ, Р6М5, У10А, ШХ15, Х12М, 9ХФ, 65Г.

Упрочняющая обработка образцов выполнялась на установках лазерного излучения «КВАНТ-12» и «КВАНТ-16», электроискрового легирования «ЭФИ-46» с тороидальными и соленоидальными индукторами постоянного, переменного и импульсного типов (рисунок 6).

Исследование зависимостей намагниченности, индукции, магнитост-рикционных напряжений от напряженности поля проводилось на установке на базе баллистического гальванометра. ■ .

Для исследования свойств изучаемых объектов применялись: масс-спектрометрия, рентгеноструктурный анализ; метод динамического микроин-дентирования и склерометрии. Исследования поверхностной усталостной прочности при моногармоническом характере колебаний выполнялись на вибростенде с использованием измерительно-аналитического комплекса М1С-026.

Разная изнашивающая способность обрабатываемых материалов в экспериментах по исследованию закономерностей изнашивания обеспечивалась применением различных пород древесины, картона гофрированного трехслойного, бумаги для гофрирования, картона плоских слоев. Свойства изнашивающих материалов соответствовали параметрам, регламентированным на производстве. Эксперименты проводились при раздельной оценке интенсивности изнашивания и выкрашивания. Режимы испытаний устанавливались идентичными производственным режимам эксплуатации объектов исследования.

В качестве изнашиваемой среды также использовалась металлическая пудра, кварцевый песок, мел, клей из растворимого силиката натрия, находя-

Держатель образцов

идиеся в виде суспензии.

Автотрансформатор

Оптический квантовый генератор

Рисунок 6 - Установка для лазерной обработки изделий в магнитном поле на базе «КВАНТ-16»

Образец в экспериментах

Реализация экспериментов проводилась на промышленном и лабораторном оборудовании (рисунок 7).

Образцы дисковой ножевой пары

на изнашивание

Рисунок 7 - Лабораторное и промышленное оборудование для исследований изнашивания а - установка для исследований механического и коррозионно-механического изнашивания; б - установка образцов на линии по производству гофрокартона

Для проведения натурных и производственных экспериментов использовались промышленно выпускаемые типы инструментов отечественного и зарубежного производства.

Достоверность и адекватность результатов обеспечивалась использованием методов математической статистики и теории вероятностей, а также прогнозированием результатов экспериментов на основе нейросетевых техно-

ЛОГИЙ. '■.:;..',.

В седьмом разделе отражены результаты исследования закономерностей формирования характеристик поверхностных слоев изделий при механической и магнитострикционной формах активации, при комплексном термомагнитном воздействии и электроосаждении покрытий в магнитном поле.

При деформации до 0,25 — 0,3 % образцов сменных режущих инструментов и рабочих органов фрезерного, строгального и окорочного оборудования отмечен рост микротвердости. Увеличение деформации выше указанных значений сопровождается стабилизацией величин микротвердости с тенденцией к снижению.

Характер распределения микротвердости по глубине для исследуемых сталей примерно одинаков. Наибольшие ее величины зафиксированы на некоторой глубине от поверхности (2 - 4 мкм), что связано, главным образом, с дефектностью поверхностного слоя. В среднем прирост микротвердости при деформации образцов составил 15 - 20 %. При этом отмечено, что с увеличением твердости поверхностного слоя глубина распространения пластической деформации, возникающей в процессе трения, оказывается существенно ниже, чем у недеформированных образцов.

■ Исследование параметров шероховатости поверхности образцов позволило установить уменьшение шаговых и возрастание высотных параметров шероховатости с ростом деформирующей нагрузки в области сжимающих напряжений. При этом рост величин Ла объясняется пластическим деформированием вершин выступов микропрофиля поверхности, что приводит к одновременному уменьшению их радиусов г.

Установлено, что при напряженности внешнего магнитного поля более 40 кА/м в образцах формируется равномерно-распределенное напряженное состояние, существенно не претерпевающее изменения с дальнейшим увеличением напряженности поля (рисунок 8).

Рисунок 8 - Зависимость величины магнитострикционных напряжений от напряжённости магнитного поля

Принимая ВО

внимание превалирующее значение фактора температуры на стойкость инструмента в

индуцированном состоянии, в работе выполнены исследования температурных зависимостей намагниченности, позволяющие определить допустимые величины температур, при которых сохраняется заданный ком-

плекс свойств инструментальных материалов.

При воздействии на поверхность индуцированных образцов лазерного луча установлено, что минимально допустимой в отношении формирования в области перекристаллизации кристаллографического упорядочения является величина напряженности порядка 250 - 300 кА/м (при плотности мощности энергии луча 1.9 — 2.0 Дж/мм2- рисунок 9).

Установлено также, что для кристаллографического упорядочения достаточно однократного воздействия лазерного луча. При этом в случае обработки образцов в индуцированном состоянии, в отличие от типовых условий упрочнения, трещинообразования не зафиксировано (рисунок 10).

Наибольшие величины микротвердости Hfi, ГПа составили 12.5 - 13.7, что связано с интенсификацией насыщения твердого раствора углеродом и легирующими элементами в индуцированном состоянии.

Обобщая, следует отметить, что наибольшая степень упрочнения наблюдается при параллельной ориентации кристаллографических направлений для кристаллов с ОЦК- решеткой - [111], для кристаллов с ГЦК-решеткой [110], для кристаллов с ГПУ-решеткой-[0001] внешней нагрузке, а наи меньшая - при параллельности направлений для кристаллов с ОЦК и ГЦК- решетками - [100], для кристаллов с ГПУ- решеткой - [2110].

Рисунок 9- Зависимость коэффициента анизотропии д от напряженности внешнего магнитного поля (<? = 2,0 Дж/ммг)

Установлено, что при осаждении на поверхности инструментальных сталей в магнитном поле покрытий хрома обеспечивается их кристаллографическое тек-стурирование, сопровождающееся вариацией величинами микротвердости в в зависимости от формируемого формата кристаллографического упорядочения в среднем на 40 %. Установлено, что в осаждаемых покрытиях образуются благоприятные остаточных напряжения сжатия. Отмечено также, что осаждение в качестве промежуточного (диффузионного) и защитного слоя из комплекса снижает уровень напряженного состояния в верхних слоях покрытия, а также в диффузионном слое. При этом практически отсутствуют микрорасслоения и трещинообразование.

В восьмом разделе приведены результаты исследований влияния ус-

ловий выполнения упрочняющей обработки на работоспособность образцов инструментов; представлены производственные рекомендации по реализаций упрочнения, приведены результаты внедрения. В экспериментах использовав лись пильные цепи ПЦП-15М и ПЦУ-20, ножи сборных дереворежущих фрез и рабочих валов станков продольно-фрезерной группы мод. ФСШ-4, МапкО (Финляндия), С-10, СФ4-4 и др.; бумагорежущий инструмент в ассортимент: линий "АГАТ" и ЛГПК-125П. В качестве контрольного принимался период стойкости серийно выпускаемого инструмента, прошедшего объемную термообработку.

Установлено, что повышение величины деформационных напряжение сжатия способствует снижению общей величины износа в среднем на 30 - 4 : % для рабочих органов и инструментов лезвийного и 25 - 30 % деформацион-| ного типов. При этом отмечено, что меньшая величина износостойкости, ка правило, относится к инструментам, работающим в сопряжении.

Исследования изнашивания образцов инструментальных материалов а индуцированном состоянии (таблица 3) позволили отметить положительную1 динамику износостойкости с ростом напряженности магнитного поля. Пр!1 непосредственном контакте магнита с образцом (фрезерование древесины! продольное разрезание картона и бумаги), а также при его периодическом прохождении зоны индуцирования (при строгании и сверлении древесины, попе1 речном разрезании картона), отмечено преобладающее влияние на износостой кость времени индуцирования, размагничивающих потерь и схемы расположения полюсов. Повышение стойкости инструментальных материалов установ лено в среднем на 30-45 %.

Создание на изнашиваемой поверхности инструмента Б-формата тек-, стуры при лазерном упрочнении способствует повышению стойкости в сред^ нем на 40-50 % за счет повышения микротвердости и контактной жесткости, также высокой дисперсности структуры.

Рисунок 10 - Поверхность образцов в пределах ЗЛВ а - радиальные микротрещины (Е = 2.8 Дж/мм2, Н-0), б - расширение области эпицентренногоосаждения материала (Е- 2.8 Дж/мм2,Н =

270 кА/м,),

Исследовалась интенсивность изнашивания текстурированных покрытий на образцах в зависимости от кристаллографической ориентации в зональных рядах. При этом принималось во внимание, что осаждаемый элемент слоя, выполняющего защитную функцию, назначается также и для функционального, с различием лишь в текстурном формате.

Отмечена резко возрастающая интенсивность изнашивания покрытия в ориентации <100>/<110> (рисунок 11). Анализ топографии поверхности позволил установить значительные искажения первоначального состояния, выраженные в образовании рыхлых, частично деформированных участков, в которых интенсифицируется отделение продуктов износа. При вариации соотношением значений толщины защитного и функционального слоев было отмечено, что благоприятным с позиции износостойкости является величина 1/20; с последующим уменьшением толщины защитного слоя (1/30) интенсивность изЛшивания возрастает.

Таблица 3 - Результаты исследований закономерностей изнашивания инструментальных материалов при индуцировании

Инструмент лезвийных типов

„ При бесконтактном При контактном намагничивании намагничивании

Материал образцов Выкраш., х104м Изнаш., х104м Общая, хЮ"6 м Напряженность поля. Н, кА/м / изнаш. мат. Выкраш., Изнаш., хЮ^м Общая, хЮ"6 м

I 2 3 4 5 6 8 9

8Х6НФТ 319 714 1033 30 / древесина 404 840 1244

Р6М5 109.4 380 489.4 23 /древесина 220 410 630

8Х6НФТ 39.2 61.4 100.6 30 /картон 86.7 122.3 209

Р6М5 18.4 32.3 50.7 23.8 / картон 31.3 44.4 75.7

ШХ15 31.2 58.8 90 30 /картон 54.4 74.7 129.1

65Г 28.7 50:7 79.4 30 /картон 40.2 71.5 111.7

9ХФ 71.4 69.8 141.2 30 /картон 112.8 260.7 373.5

Х12М 30.3 51.2 87.5 11.9 / бумага 48.3 81.1 129.4

Отличительной особенностью изнашивания является образование поверхностных повреждений у образцов с одинаковым элементным составом и текстурным форматом кристаллографического упорядочения в структуре покрытия. Наибольшей износостойкостью отличались образцы дисковых ножей, в которых верхний (основной делительный) нож имел текстурированный хромовый осадок, а нижний - выполнялся с объемной термообработкой или имел

защитный слой 2п-№.

Анализ результатов испытаний инструментов разных типов позволил выработать следующие рекомендации:

1. Для дерево- и бумагорежущих инструментов сменных типов (ножей фрез, ножевых валов, короснимателей, лущильных, строгальных, просечных и перфорационных) рекомендованным способом упрочнения является формирование в режущей части регламентированного уровня напряженного состояния на основе технологической деформации или эффекта магнитост-рикции. При этом наибольшая степень упрочнения обеспечивается при величине деформации в пределах 0.25 % - 0.3 % или напряженности внешнего магнитного поля 55 -100 кА/м, эксплуатационной температуре нагрева в при-кромочной зоне 300 - 400°С.

I, чао

Рисунок 11 - Интенсивность изнашивания покрытий на рабочих поверхностях образцов деревообрабатывающих и бумагорежущих инструментов при различных кристаллографических ориентациях в монослое I -<111>;2-<110>;3-<100>

2. Для инструмента с профилированной режущей частью или крупногабаритных типов, а также работающего в условиях температурно-механического нагружения с присутствием агрессивной среды (режущие элементы цепных пил, инструмент линий агрегатной переработки, фрезы, лущильные и строгальные ножи, инструмент лезвийных типов гофроагрегатов и слоттеров), работоспособность может быть обеспечена комплексным упрочнением текстурированием при управлении кристаллографическими направлениями в структуре инструментальных материалов (для структур с кристаллами ОЦК- типа - [111], для ГЦК- [110], для ГПУ- [0001], при величине напряженности магнитного поля 250 - 500 кА/м, плотности мощности лазерного луча 1.7 - 2.4 Дж/мм2); а также комплексным упрочнением электрическими разрядами при величине силы тока короткого замыкания 0.8-2.0 А, числе разрядов 290 - 320 1/см2, технологической деформации 0.15-0.20 %.

3. Для бумагорежущего инструмента деформационных типов (риле-вок, биговальных линеек, опорных и проставочных колец), режущих элементов цепных пил, а также опорных поверхностей рабочих валов, шпинделей и направляющих оборудования, эксплуатируемых в условиях сочетания механического и коррозионного видов изнашивания, повышение работоспособности рекомендовано обеспечить осаждением на функциональных поверхностях многозональных текстурированных гальванических покрытий комплексами СУ-текстурированный, Cr-Zn-Ni при плотности тока j = 55-60 А/дм2, температуре электролита 50-55 °С, в структурах: промежуточный слой О <100> 0.005-0.007 мм с последующим переориентированием в направление <111> 0.2 - 0.3 мм, защитный слой Zn-Ni 0.005 -0.0] мм.

4. Эффект повышения работоспособности рабочих органов и инструментов обеспечивается при следующих эксплуатационных режимах: скорость резания 0.8 до 40 м/с (продольно-резательные, продольно-фрезерные, бабино-резательные, перемоточно-резательные станки для обработки древесины, картона, гофрокартона и бумаги), 7- 20 м/с (цепные рабочие органы лесозаготовительных машин и оборудования), 0.7 до 150 м/с (ротационно-высекательные станки), 0.12 до 0.2 м/с (инструмент гильотинного типа, а также оборудования для резки бракованных рулонов и стопорезок). Скорость подачи от 5 до 100 м/мин (станки с ручной подачей материала, а также линии по агрегатной переработке бревен, фрезерно-пильное оборудование, рилевочно - резательные и перемоточно-резательные станки),

5. Повышение работоспособности выражено в обеспечении сопротивляемости инструментальных материалов различным видам разрушения, приводящим к снижению и потере инструментом функциональных качеств: в частности, изнашиванию в среднем на 35-40 % и выкрашиванию 50-60 %, что позволяет повысить режущую способность рабочих органов и инструментов, обеспечивает стабильность технологических режимов и повышает качество обработки.

6. Внедрение и промышленное использование технологий упрочнения инструмента позволяет получить экономический эффект, заключающийся в повышении оперативного периода работоспособности инструмента, качества продукции и эффективном использовании сырьевых ресурсов с его применением, а также снижении издержек на восстановительные и доэксплуатацион-ные мероприятия, затрат на изготовление дублирующих комплектов инструментальной оснастки.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. В работе выполнены исследования и разработаны теоретические основы обеспечения существенного повышения стойкости рабочих органов лесозаготовительной и деревообрабатывающей техники, режущего и деформирующего инструментов оборудования и тем самым решена крупная научная проблема повышения работоспособности и эффективности их использования, содержащая создание новых научных принципов анализа процессов управле-

ния качественным состоянием рабочих поверхностей, новых методов лабораторных испытаний, новых технологических основ обеспечения стойкости и выработку рекомендаций по их использованию в промышленности.

2. Предложен принцип обеспечения стойкости рабочих органов лесозаготовительной и деревообрабатывающей техники, режущего и деформирующего инструментов отрасли на основе комплексного формирования в рабочих зонах благоприятных уровней микротвердости, остаточных напряжений, шероховатости, трещиностойкости, структурного и фазового состояний, оказывающих определяющее влияние на износостойкость и характер разрушения, в форме анизотропных состояний при регламентированном механическом на-гружении, а также при воздействии магнитной и лучевой (тепловой) энергией.

3. Разработаны новые приемы формирования анизотропных состояний в исследуемых объектах на основе технологической деформации, а также управляемого формирования кристаллографического упорядочения в постоянном или переменном магнитном поле, формировании структуры гальванических покрытий деталей деревообрабатывающих машин и инструментов, отличающейся свойством многофункциональности.

Установлены критерии обеспечения заданных состояний в исследуемых объектах, к которым, в частности относятся величина относительной деформации, величина напряженности магнитного поля, плотность мощности теплового источника, коэффициент размагничивающих потерь.

4. Выявлены закономерности взаимосвязанного влияния физико-химических свойств, шероховатости, напряженного состояния, геометрической и структурной неоднородностей на сопротивляемость поверхностей из нашиванию в условиях механического истирания, многоцикловой усталости, активного влияния среды и установлены области благоприятных значений ха рактеристик качества поверхностных слоев для различных условий эксплуата ции исследуемых объектов.

5. Разработаны для повышения стойкости и работоспособности рабочи поверхностей деталей деревообрабатывающей техники и инструментов принципы технологического формирования благоприятных комплексов свойств.

Предложены и теоретически обоснованы новые способы повышения стойкости, включающие регламентированную технологическую деформаци обрабатываемого объекта, а также ее сочетание с воздействием термическог характера в условиях внешнего индуцирования (патенты РФ № 2118383, К 2162111, № 2186129, № 2186670, № 2224826, № 2238986, № 2240360, N 2275445, № 2275432, № 2273672, № 2273671, № 2276191).

6. Разработаны и исследованы основы формирования прогнози руемого сочетания составляющих качества рабочих поверхностей деталей ма шин и инструментов в форме анизотропных эффектов с позиций магнитной гидродинамики и термокинетики структурной самоорганизации в конструкционных и инструментальных материалах при перекристаллизации. Установлены и исследованы условия обеспечения прогнозируемых состояний.

7. Установлена эффективность предложенных в работе технологических процессов на основе лазерной и электроискровой обработки, а также

гальванического осаждения покрытий совмещенных с внешним индуцированием в источниках переменного и постоянного магнитного поля при формировании поверхностных слоев, отличающихся повышенной стойкостью к механическим формам изнашивания.

8. Установлены режимы выполнения указанных способов обработки. Исследованы закономерности влияния режимов на формирование прогнозируемого комплекса свойств и его эффективности с позиций работоспособности режущих и деформирующих инструментов при обработке древесины, бумаги и картона.

9. Разработаны и внедрены на предприятиях отрасли производственные рекомендации по повышению износостойкости инструментов, деталей и рабочих органов машин и оборудования лесного комплекса.

Экономический эффект от внедрения составил около 2.0 млн. рублей в ценах 2009 г.

Результаты работы используются в учебном процессе ВУЗов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Печатные работы, входящие в перечень изданий, рекомендованных ВАК к публикации при представлении докторских диссертаций

1. Памфилов, Е.А. Повышение износостойкости ножей дереворежущих инструментов [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г. Пыриков // Деревообрабатывающая промышленность. - 1996. - № 3. - С. 28-29.

2. Памфилов, Е.А. Новый способ повышения износостойкости режущих инструментов [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков, А.С.Рухлядко // Деревообрабатывающая промышленность. - 1999. - № 5. - С. 20-21.

3. Памфилов, Е.А. Упрочнение режущих инструментов с предварительным деформированием [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г. Пыриков // Станки и инструмент. - 1999. - № 1. - С. 13-15.

4. Памфилов, Е.А. Ленточнопильный станок с магнитостатическими опорами и направляющими пильного полотна [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков и др. // Деревообрабатывающая промышленность. - 2000. - № 5. -С. 5 - 8.

5. Памфилов, Е.А. Технологическое обеспечение износостойкости поверхностей деталей машин и режущих инструментов на основе комплексной упрочняющей обработки [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г. Пыриков // Трение и износ. - Гомель : Беларусь, 2000. -№ 1. - С. 76-81.

6. Пыриков, П.Г. Технологическое обеспечение износостойкости поверхностей деталей машин и режущих инструментов на основе комплексной упрочняющей обработки [Текст] / П.Г.Пыриков // Трение и износ. - 2000. - № 3. - Гомель : Беларусь. - С. 329-332.

7. Памфилов, Е.А. Обеспечение износостойкости металлических материалов на основе эффекта анизотропии при многозональном текстурировании [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков // Тяжелое машиностроение. - 2001. - №

1.-С. 24-27.

8. Памфилов, Е.А. Новый способ обеспечения износостойкости режуще го инструмента бумагоделательного оборудования [Текст]/ Е.А.Памфилов П.Г.Пыриков, А.С.Рухлядко // Целлюлоза, бумага, картон. - 2003. - № 6. - С. 149. Памфилов, Е.А. Управление динамическим состоянием металличе ских материалов при обеспечении их поверхностной прочности [Текст] Е.А.Памфилов, П.Г. Пыриков // Трение и износ. - Гомель : Беларусь, 2004 . № 1. - С. 63-70.

10. Памфилов, Е.А. Перспективы применения управляемых магнитны полей при обеспечении функциональных характеристик металлических мате риалов [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков, А.С.Рухлядко // Вестник маши ностроения. - 2005. - № 6. - С. 10-17.

П. Пыриков, П.Г. Применение управляемых магнитных полей в функ циональных узлах деревообрабатывающего оборудования [Текст] / П.Г. Пыри ков // Лесн. журн. - 2006,- № 2. - С. 84-91.

12. Заикин, А.Н. Перспективы и направления использования древесины произрастающей на территории, подвергнутой радиационному заражени [Текст] / А.Н.Заикин, В.М.Меркелов, П.Г.Пыриков // Деревообрабатывающа промышленность - в печати.

13. Пыриков, П.Г. Обеспечение работоспособности рабочих органов и ин струментов машин и оборудования лесного комплекса [Текст] / П.Г.Пыриков / Лесной журнал - в печати.

Публикации в журналах, сборниках научных трудов, тезисы докладов на конференциях разного уровня

14. Памфилов, Е.А. Формирование конверсионной структуры покрыта" металлических материалов в управляемом магнитном поле [Текст] Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков, А.В.Патракова // Машиностроитель. - 2003. - N

2. - С. 25-28.

15. Памфилов, Е.А. Лазерная упрочняющая обработка деталей машин инструментов в магнитном поле [Текст] / Е.Памфилов, П.Г.Пыриков А.С.Рухлядко // Машиностроитель. - 1999. - № 9 - С. 30-32.

16. Памфилов, Е.А. Повышение износостойкости ножей сборных фре [Текст] / Е.Памфилов, П.Г.Пыриков // Машиностроитель. - 1996. - № 9. - С. 22 23.

17. Памфилов, Е.А. Технологическое обеспечение работоспособности бу магорежущего инструмента [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков А.С.Рухлядко // Бумага и жизнь. - 2003. - № 2. - С. 34-40.

18. Памфилов, Е.А. К вопросу о технологическом обеспечении износо стойкости металлических поверхностей [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков А.С.Рухлядко // Механика и физика фрикционного контакта: межвуз. сб. науч. тр. - Тверь: ТГТУ, 1999. - С. 16-22.

19. Pamfilov, Е. The increasing of Machine Parts & Cutting Tools durability by complex technological method / E.Pamfilov, P.Pyrikov // "Total Life Cycle" Con-

ference & Exposition Land, Sea & Air Mobility Detroit Marriott Renaissance. -Michigan USA, 2000 - P. 631-638.

20. Памфилов, E.A. Управление трибологическими свойствами металлов путем их текстурирования [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков, А.С.Рухлядко // Материаловедение и производство: межвуз. сб. науч. тр.; БГИТА, БГТУ. - Брянск, 2000. - С. 82 - 90.

21. Памфилов, Е.А. К вопросу использования управляемых магнитных полей при обеспечении износостойкости металлических материалов [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков, А.С.Рухлядко // IV Междунар. симпозиум по трибологии фрикционных материалов «ЯРОФИ-2000»: сб. науч. тр. - Ярославль, 2000. - С. 45-50.

22. Pamfilov, Е. The Technological Provision of Machine Parts and Cutting Tools Wearresistance / E.Pamfilov, P.Pyrikov // 2ND World Tribology Congress/ 03-07.09.2001. - Vienna (Austria). - P. 317-321.

23. Pamfilov, E. On Application of Controllable Magnetic Fields at Security of Endurance of Metal Materials / E.Pamfilov, P.Pyrikov //11 th International Baltic Conference «Materials Engineering and Tribology-2002», Riga, - P. 335-336.

24. Памфилов, E.A. Регламентация функциональных состояний в металлических материалах системы Fe-C при комплексном электромагнитном воздействии [Текст] / Е.Памфилов, П.Г.Пыриков // Материаловедение и производство: межвуз. сб. науч. тр.; БГИТА, БГТУ. - Брянск, 2003. - С. 84-98.

25. Памфилов, Е.А. Некоторые пути повышения износостойкости инструментов для обработки неметаллических материалов [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков, Т.И.Шуленина // Современные проблемы машиностроения и технический прогресс: тез. докл. междунар. научно-техн. конф. - Севастополь, 1996.-С. 230-233.

26. Памфилов, Е.А. Повышение долговечности деталей машин и инструментов электрофизическими методами [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г. Пыриков и др. // Теория, проектирование и методы расчета лесных и деревообрабатывающих машин: тез. докл. Всероссийской научно-техн. конф.; МГУЛ. - М., 1996. - С. 23-24.

27. Памфилов, Е.А. Управление остаточными напряжениями в режущем клине при упрочняющих обработках [Текст] / Е.Памфилов, П.Г.Пыриков // Износостойкость машин: тез. докл. междунар. научно-техн. конф.; БГИТА. -Брянск, 1996.-С. 44-45.

28. Пыриков, П.Г. Повышение износостойкости ножей фрезерных, фуговальных и рейсмусовых станков [Текст] / П.Г.Пыриков // Создание ресурсосберегающих машин и технологий: тез. докл. республ. научно-техн. конф.; Могилев. машиностр. ин-т. - Могилев, 1996. -С. 33-34.

29. Памфилов, Е.А. К вопросу о конструктивных путях повышения износостойкости режущих инструментов [Текст]/ Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков и др. // Повышение эффективности технологических процессов изготовления деталей машин: тез. докл. научно-практ. конф. - Курган, 1999. - С. 21-23.

30. Памфилов, Е.А. Технологическое обеспечение износостойкости деталей машин и режущих инструментов [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков и

Яр. // Технология, инновация, качество-99: тез. докл. междунар. научно-техн. конф. - Казань, 1999. - С. 56-58.

31. Памфилов, Е.А. Технологическое обеспечение износостойкости на основе применения управляемых магнитных полей [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков, А.С.Рухлядко // Повышение технического уровня машин лесного комплекса: тез. докл. Всероссийской научно-техн. конф. - Воронеж, 1999. - С. 108-110.

32. Памфилов, Е.А. Обеспечение износостойкости деревообрабатывающих инструментов [Текст] / Е.Памфилов, П.Г.Пыриков и др. // Ресурсосберегающие технологии в лесном хозяйстве, лесной и деревообрабатывающей промышленности: тез. докл. междунар. научно-техн. конф. - Минск, 2000. - С. 246-247.

33. Памфилов, Е.А. Повышение эффективности технологии механической обработки древесины за счет совершенствования эксплуатационных качеств дереворежущих инструментов [Текст] / Е.А.Памфилов, С.С.Грядунов, П.Г.Пыриков // Комплексная переработка древесного сырья на базе эффективных и энергосберегающих технологий: тез. докл. междунар. научно-техн. конф.; АрхГТУ. - Архангельск, 2000. - С. 77-79.

34. Памфилов, Е.А. Использование магнитных эффектов для повышения эффективности эксплуатации деревообрабатывающего оборудования и инструмента [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков, А.С.Рухлядко // Малоотходные технологии переработки древесины и эффективное использование вторичного сырья: тез. докл. междунар. научно-техн. конф. - Москва, 2000. - С. 81-82.

35. Памфилов, Е.А. Перспективы применения управляемых магнитных полей при поверхностном упрочнении металлических материалов концентрированными потоками энергии [Текст] / Е.А.Памфилов, П.Г. Пыриков // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов: тез. докл. V междунар. научно-техн. конф. - Воронеж: ВГТУ, 2003. - С. 195-196.

36. Памфилов, Е.А. Новые возможности управления функциональным состоянием металлических материалов на основе лазерного (теплового) воздействия в магнитном поле [Текст] / Е.А. Памфилов, П.Г.Пыриков // Лазерные технологии и средства их реализации : тез. докл. IV междунар. научно-техн. конф. - СПб.: С-ПГПУ, 2003. - С. 77-79.

37. Памфилов, Е.А. The tribotechnical properties control of metallic materials by magnetic fields [Текст] / Е.А. Памфилов, П.Г.Пыриков // BALTTRJB 2007: тез. докл. междунар. научно-техн. конф. - Каунас, 2007. - С. 211-217.

Монография

38. Пыриков, П.Г. Повышение стойкости инструментов для деревообработки [Текст] / П.Г.Пыриков. - Брянск: БГИТА. - 2009. -210 с.

Патенты на изобретения РФ

39. Пат. 2088399 Российская Федерация, МПК6 B27G 13/04. Сборная фреза для обработки древесины [Текст] / Буглаев A.M., Пыриков П.Г.; заявитель и

патентообладатель Брянский технологический ин-т. - № 95114076; заявл. 8.08.1995; опубл. 27.08.1997, Бюл. № 24. - 5 с.

40. Пат. 2118383 Российская Федерация, МПК6 C21D 9/24. Способ повышения износостойкости сменных режущих элементов [Текст] / Памфилов Е.А., Пыриков П.Г.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол. академия. - № 95117468; заявл. 10.10.1995; опубл. 27.08.1998, Бюл. № 24. - 7 с.

41. Пат. 2162111 Российская Федерация, МПК7 C21D 1/04. Способ упрочняющей обработки металлических поверхностей [Текст] / Памфилов Е.А., Пыриков П.Г.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол. академия. - № 98121124; заявл. 16.11.1998; опубл. 20.01.2001, Бюл. № 2. - 7 с.

42. Пат. 2186129 Российская Федерация, МПК7 C21D 1/78, 1/04. Способ упрочняющей обработки металлических изделий из ферромагнитных материалов [Текст] / Памфилов Е.А., Пыриков П.Г., Рухлядко A.C.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол. академия. - № 2000112256; заявл. 15.05.2000; опубл. 27.07.2002, Бюл. № 21. - 6 с.

43. Пат. 2186670 Российская Федерация, МПК7 В23Р 15/28, 7 C21D 9/21. Способ повышения износостойкости режущих инструментов [Текст] / Памфилов Е.А., Пыриков П.Г., Рухлядко A.C.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол. академия. - № 2000127973; заявл. 08.11.2000; опубл. 10.08.2002, Бюл. № 22. - 6 с.

44. Пат. 2224826 Российская Федерация, МПК7 C25D 5/10. Способ получения покрытий на металлических поверхностях [Текст] / Памфилов Е.А., Пыриков П.Г., Рухлядко A.C.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол. академия. - № 2002118657; заявл. 10.07.2002; опубл. 27.02.2004, Бюл. №6.-7 с.

45. Пат. 2238986 Российская Федерация, МПК7 C21D 1/09, 1/04, 9/22. Способ поверхностной термической обработки металлов [Текст] / Памфилов Е.А., Пыриков П.Г.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол. академия. - № 2003115085; заявл. 20.05.2003; опубл. 27.10.2004, Бюл. №30.-6 с.

46. Пат. 2240360 Российская Федерация, МПК7 C21D 10/00, С 23 С 26/00, 16/56. Способ формирования покрытий на поверхностях металлических материалов [Текст] / Памфилов Е.А., Пыриков П.Г.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол. академия. - N° 2003100966; заявл. 13.01.2003; опубл. 20.11.2004, Бюл. № 32. - 9 с.

47. Пат. 2242355 Российская Федерация, МПК7 В27В 13/00, 15/00. Лен-точнопильный станок [Текст] / Памфилов Е.А., Пыриков П.Г., Блундин А.Л., Гусаков A.A.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол. академия. - № 2003123779; заявл. 28.07.2003; опубл. 20.12.2004, Бюл. №35.-6 с.

48. Пат. 2273671 Российская Федерация, МПК C21D 1/09, В23Р 6/04. Способ ремонта дефектов поверхности металлов [Текст] / Рузанов Ф.И., Пыриков П.Г.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол.

академия. - № 2004129401; заявл. 05.10.2004; опубл. 10.04.2006, Бюл. № ю. - 6 с.

49. Пат. 2273672 Российская Федерация, МПК С2Ш 1/09, 1/04. Способ упрочняющей обработки металлов [Текст] / Пыриков П.Г.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол. академия. - № 2004128842; заявл. 29.09.2004; опубл. 10.04.2006, Бюл. № 10. - 5 с.

50. Пат. 2275432 Российская Федерация, МПК С2Ш 1/09, 1/04. Способ поверхностного упрочнения металлов [Текст] / Рузанов Ф.И., Пыриков П.Г.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол. академия. -№ 2004128843; заявл. 29.09.2004; опубл. 27.04.2006, Бюл. № 12. - 3 с.

51. Пат. 2275445 Российская Федерация, МПК С25Р 5/10. Способ формирования гальванических покрытий [Текст] / Памфилов Е.А., Пыриков П.Г., Патракова А.В.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол. академия. - № 2004128840; заявл. 29.09.2004; опубл. 27.04.2006, Бюл. № 12.-5 с.

52. Пат. 2276191 Российская Федерация, МПК С2Ю 1/09. Способ поверхностного упрочнения металлов [Текст] / Рузанов Ф.И., Пыриков П.Г.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол. академия. - № 2004129402; заявл. 05.10.2004; опубл. 10.05.2006, Бюл. № 13. -4 с.

Просим принять участие в работе диссертационного совета Д 212.034.02 или выслать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8, Воронежская государственная лесотехническая академия, ученому секретарю, тел. 8-4732-53-72-40, факс 8-4732-53-72-40

ПЫРИКОВ Павел Геннадьевич

РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ИНСТРУМЕНТОВ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать 24 марта 2009 г. _ Формат 60x84 1/16 бумага офсетная

Офсетная печать. Печ. л. 2.0. Уч-изд. Л. 2.0 Тираж 100 экз. заказ Издательство БГИТА Лицензия ИД № 04185 от .0.200 г. Издательский центр БГИТА, г. Брянск, пр-т. Станке-Димитрова, 3.—

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ОТКАЗОВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ИНСТРУМЕНТОВ МАШИН

И ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА

1.1 Типы, назначение и конструктивные характеристики объектов исследований.

1.2 Анализ условий эксплуатации объектов исследований.

1.3 Условия отказов и закономерности потери работоспособности.

1.4 Технологическое обеспечение работоспособности.

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ СОСТОЯНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ИНСТРУМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ОТРАСЛИ.

2.1 Управление состоянием поверхностей рабочих органов и инструментов при индуцировании в магнитном поле.

2.2 Управление состоянием поверхностей рабочих органов и инструментов при индуцировании в условиях термической стимуляции.

2.3 Управление состоянием поверхностей рабочих органов и инструментов при индуцировании в условиях электролиза.

3 ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ БЛАГОПРИЯТНОЙ СОВОКУПНОСТИ ПАРАМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ РАБОЧИХ ОРГАНОВ

И ИНСТРУМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ОТРАСЛИ.

3.1 Обоснование условий управления параметрами состояния рабочих поверхностей на основе кристаллографического упорядочения.

3.2 Анализ гидродинамических условий обеспечения управляемого формирования совокупности параметров состояния поверхностных слоев исследуемых объектов.

3.3 Анализ термокинетических условий обеспечения управляемого формирования совокупности параметров состояния поверхностных слоев исследуемых объектов.

4 ОСОБЕННОСТИ РАЗРУШЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ИНСТРУМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ОТРАСЛИ С АНИЗОТРОПНЫМ СОСТОЯНИЕМ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ.

4.1 Анализ напряженно-деформационного состояния (НДС) в анизотропном упруго-симметричном полупространстве.

4.2 Закономерности разрушения и изнашивания текстурированных инструментальных материалов.

4.3 Прогнозирование формируемых состояний режущей части инструментов при обеспечении сопротивляемости различным видам разрушения на основе нейросетей.

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ И СРЕДСТВ УПРОЧНЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ИНСТРУМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ОТРАСЛИ.

5.1 Формирование анизотропного состояния на основе управления напряженным состоянием режущей части инструмента.

5.2 Разработка способов комплексного упрочнения.

5.2.1 Управление физико-механическими характеристиками инструментальных материалов при термомагнитном воздействии.

5.2.2 Управление шероховатостью и структурным состоянием поверхностных слоев.

5.2.3 Обеспечение поверхностной прочности инструментов при управлении остаточными напряжениями и микротвердостью.

5.3 Формирование многофункциональных анизотропных покрытий

6 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.

6.1 Исследуемые материалы. Подготовка образцов.

6.2 Методика исследования состояния материалов.

6.2.1 Исследования магнитных характеристик материалов.

6.2.2 Исследования физико-механических и триботехнических характеристик.

6.3 Методика исследований закономерностей изнашивания материалов.

6.4 Методика оценки величины износа образцов.

7 ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ И ИНСТРУМЕНТОВ ПРИ УПРОЧНЯЮЩЕЙ ОБРАБОТКЕ.

7.1 Управление характеристиками поверхностных слоев инструментов при механической и магнитострикционной формах упрочнения.

7.2 Управление характеристиками поверхностных слоев инструментов при комплексном термомагнитном воздействии.

7.2.1 Управление микротвердостыо.

7.2.2 Управление остаточными напряжениями.

7.2.3 Управление параметрами шероховатости поверхности.

7.2.4 Управление поверхностной прочностью.

7.3 Управление микротвердостью и остаточными напряжениями в текстурированных электролитических покрытиях.1.

8. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ И РЕЖИМОВ УПРОЧНЯЮЩИХ ОБРАБОТОК НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ИНСТРУМЕНТОВ.

8.1. Исследование работоспособности инструментов с регламентированным уровнем напряженного состояния.

8.2. Исследование работоспособности инструментов после комплексного упрочнения.

8.3 Исследование работоспособности инструментов с текстурированными покрытиями.

8.4. Адаптация технологий упрочнения инструментов и промышленные рекомендации по их применению.

Возросшие в последние годы требования к качеству и конкурентоспособности продукции предприятий лесного комплекса, появление спроса на новые ее виды и повышение объемов производства определяют необходимость создания и использования новых и усовершенствованных технологий в сфере заготовительных и перерабатывающих производств, использования высокоэффективного технологичного оборудования и инструментов, в значительной степени импортного производства. В связи с этим возникла серьезная проблема сохранения и развития в России станко- инструментальной отрасли, продукция которой определяет технический уровень многих предприятий, осуществляющих заготовку и переработку древесины.

В вопросах совершенствования технического и технологического уровня предприятий лесного комплекса основной, наряду с производительностью, встает проблема обеспечения надежности и работоспособности технических систем. Ее решение в значительной степени затруднено ограниченными эксплуатационными свойствами используемых материалов, недостаточно эффективными технологиями производства изделий и их доэксплуатационной подготовки. В условиях нестабильной кредитной политики, образующиеся вследствие этого издержки, для ряда предприятий оказываются критическими.

Зачастую серийно выпускаемое оборудование и режущие инструменты не обеспечивают реализацию необходимых технологических режимов, отвечающих современным требованиям к производительности и качеству продукции. Это в полной мере относится к рабочим органам лесозаготовительного оборудования, деревообрабатывающим станкам, оборудованию измельчительного назначения. С расширением спектра обрабатываемых материалов на основе древесины отмечается ограничение возможностей применения серийно выпускаемых режущих и деформирующих инструментов, что связано с необходимостью поиска путей существенного повышения уровня их эксплуатационных свойств.

Многообразие форм и видов разрушения конструкционных и инструментальных материалов, определяемых факторами эксплуатации, вызывает необходимость использования некоего универсального оценочного параметра работоспособности (состояния, обеспечивающего выполнение объектом заданной функции с регламентированными параметрами в течение определенного времени), в качестве которого для многих инструментов и рабочих органов лесозаготовительного, деревообрабатывающего и бумагоделательного оборудования может быть успешно использована их стойкость.

Эффективное управление стойкостью можно обеспечить путем комплексного формирования благоприятного сочетания составляющих качества поверхностных слоев материалов в зонах разрушения (износа). Основными из них являются: физико-химические свойства, шероховатость, микротвердость, дефектность, структурное и фазовое состояние. Выбор путей оптимизации этих параметров в существенной степени определяется эксплуатационными условиями контактирования взаимодействующих поверхностей, разрушение которых протекает в широком диапазоне скоростных и температурных режимов и, зачастую, осложнено влиянием активных сред. При этом во многих случаях стойкость рассматриваемых объектов определяется напряженно-деформационным состоянием в зоне контактного взаимодействия.

Учитывая, что поверхностное разрушение локализовано и определяется трибологическими и механическими свойствами конструкционных и инструментальных материалов, очевидна перспективность управления этими свойствами посредством создания в функциональных слоях благоприятного уровня напряженно-деформационного состояния, в том числе и на основе использования анизотропных эффектов.

Разработка упрочняющих технологий, создающих благоприятные анизотропные эффекты с одновременным управлением свойствами обрабатываемых объектов, может базироваться на основе технологической деформации, индуцирования, обработки концентрированными потоками энергии, механического деформирования и т.д. Вместе с тем сложность формирования параметров, форм и видов анизотропии с одновременным управлением остальными составляющими качества при традиционно реализуемых схемах обработки существенно ограничивает их возможности.

Несмотря на обширную фундаментальную базу сведений о свойствах анизотропных сред, решение лишь ограниченного объема задач доведено до прикладного уровня. В полной мере это касается обеспечения долговечности деталей оборудования и инструментов лесного комплекса, что ограничивает использование технологических возможностей повышения их работоспособности.

Таким образом, можно считать, что обоснование принципов комплексного обеспечения благоприятного сочетания составляющих качества функциональных поверхностей инструментов и рабочих органов деревообрабатывающего оборудования и лесозаготовительных машин и разработка путей его регламентированного формирования для повышения стойкости является актуальной проблемой.

Цель и задачи исследования — разработка научных основ комплексного управления совокупностями физико-химических и геометрических характеристик поверхностных слоев рабочих органов и инструментов машин и оборудования лесного комплекса для существенного повышения уровня их работоспособности.

Для достижения цели при выполнении диссертационной работы были поставлены следующие основные задачи:

1. Уточнить характерные виды и закономерности потери работоспособности рабочих органов и инструментов оборудования лесного комплекса.

2. Установить влияние условий эксплуатации инструментов на характер и интенсивность их отказов; установить основные конструктивно-эксплуатационные факторы, влияющие на показатели их работоспособности.

3. Выработать взаимосвязанные требования к показателям качества поверхностных слоев инструментов и разработать основы управления их свойствами для достижения благоприятной совокупности эксплуатационных параметров оборудования лесного комплекса.

4. Теоретически установить закономерности влияния формируемого сочетания уровней физико-химических, механических и геометрических параметров инструментов на их эксплуатационные свойства.

5. Теоретически обосновать и разработать новые способы формирования функциональных поверхностных слоев рабочих органов и инструментов деревообрабатывающего и лесозаготовительного оборудования, обладающих высокой степенью сопротивляемости различным видам разрушения в характерных условиях эксплуатации.

6. Разработать методики экспериментальных исследований закономерностей потери работоспособности инструментов и рабочих органов оборудования с оценкой влияния условий выполнения предлагаемых способов обеспечения стойкости.

7. Исследовать закономерности формирования совокупностей свойств исследуемых объектов в зависимости от режимов их упрочнения для выработки рекомендаций по использованию внешне индуцируемого магнитного поля и технологической деформации для создания благоприятного состояния поверхностных слоев рабочих органов машин и инструментов.

8. Исследовать закономерности влияния состояния поверхностных слоев на характер и интенсивность отказов рабочих органов и инструментов машин и оборудования лесной отрасли; выявить уровни свойств, обеспечивающие наибольшее повышение стойкости при различных режимах эксплуатации.

9. Экспериментально обосновать принципы управляемого формирования благоприятных характеристик поверхностных слоев режущих и деформирующих инструментов для обработки древесины и материалов на ее основе, а также рабочих органов лесозаготовительных машин и оборудования при реализации усовершенствованных методов деформационной, магнитной, лазерной и электроискровой обработок, обеспечивающих эффективное повышение стойкости.

10. Выработать рекомендации по реализации предлагаемых путей повышения работоспособности для их внедрения в промышленность.

В рамках выполнения работы предложены промышленные рекомендации по реализации новых способов повышения стойкости режущих и деформирующих инструментов деревообрабатывающего и бумагообрабатывающего назначения на основе формирования сбалансированного сочетания параметров поверхностных слоев используемых материалов.

Разработаны промышленные режимы применения новых видов деформационного, лазерного и электроискрового методов упрочняющей обработки материалов, включающие регламентированную технологическую деформацию. Разработаны рекомендации и предложены способы повышения стойкости инструментов для обработки древесины и материалов на ее основе, использования многофункциональных электролитических покрытий.

Предложены рекомендации по эффективному использованию технологий упрочняющей обработки инструментов для обработки древесины, бумаги и картона.

Даны предложения по целесообразному использованию рекомендаций работы для повышения* срока службы инструментов, деталей машин и оборудования лесного комплекса, внедрение которых обеспечивает повышение изног -состойкости в 1.4 - 2.6 раза.

Внедрены в учебный процесс ВУЗов программные продукты и лабораторное оборудование, использование которых позволяет более эффективно* организовывать процесс обучения.

Результаты работы внедрены на ОАО «Котласский ЦБК» (г. Коряжма, Архангельской обл.), ЗАО ПЭФ «Союз» (г. Москва), ОАО «Кондровская бумажная компания» (г. Кондрово, Калужской обл.), ОАО «Брянский Арсенал» (г. Брянск), ЗАО «Группа «Кремний» (г. Брянск), ОАО ПО «Одинцово» (г. Одинцово, Московской обл.), ОАО «Мебельщик» (г. Нижний Тагил), ЗАО «Брянский завод мебельных деталей», в учебный процесс Брянской государственной инженерно-технологической академии (БГИТА), Брянского государственного технического университета1 (БГТУ).

Положения, выносимые на защиту - 05.21.05 — Древесиноведение, технология и оборудование деревообработки:

1. Методы прогнозирования эффективности технологий обеспечения стойкости рабочих органов инструментов оборудования лесного комплекса и обоснования принципов и систем для их реализации.

2. Результаты внедрения способов повышения надежности и эффективности функционирования процессов механической обработки древесины на основе обеспечения высоких эксплуатационных качеств оборудования и режущего инструмента.

3. Методы управления состоянием рабочих поверхностей инструментов и элементов оборудования лесного комплекса по критерию стойкости.

4. Методы оценки и управления функциональными показателями рабочих элементов в узлах дерево- и бумагообрабатывающего оборудования и инструментов, рабочих органах машин лесного комплекса.

5. Результаты исследований и разработки технологий и средств повышения стойкости рабочих органов и инструментов деревообрабатывающего и лесозаготовительного оборудования.

- 05.21.01. Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства:

1. Результаты исследований условий функционирования машин и оборудования и рабочих органов лесозаготовительных машин.

2. Результаты исследований стойкости элементов оборудования и режущих инструментов с обоснованием взаимосвязанных требований к показателям качества поверхностных слоев и прогнозируемому уровню работоспособности.

3. Результаты разработки и совершенствования методов управления качеством работы машин, оборудования и инструментов лесного комплекса.

Пути обеспечения управления свойствами поверхностных слоев инструментов оборудования лесного комплекса основаны на использовании данных об условиях их эксплуатации, с выявлением факторов, определяющих работоспособность. С учетом этого предложены новые способы обработки поверхности исследуемых объектов источниками с высокой концентрацией энергии, в управляемых магнитных полях, а также при формировании электролизных покрытий в состоянии направленного индуцирования, обеспечения поверхностной прочности, создания многофункциональных поверхностных структур с регламентированными свойствами, формирования благоприятного уровня остаточных напряжений технологической деформацией и проч. Теоретической базой выступают экспериментальные данные и теории резания древесины и полимеров, трения и изнашивания, технологии производства техники и инструментов лесной отрасли, теоретической механики, а также теории упругости, математического моделирования, теории вероятности, математической статистики и материаловедения. Обоснованность и достоверность результатов обеспечивается сопоставлением данных лабораторных, натурных и производственных экспериментов, а также опубликованными результатами исследований ряда авторов. Новизна технических решений подтверждена приоритетом авторских прав.

Основные результаты работы доложены и обсуждены на семинарах и заседаниях Ученых советов Брянского государственного технического университета, Брянской государственной инженерно-технологической академии, Московского государственного университета леса, Московского государственного технологического университета им. К.Э. Циолковского, Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии, ГНУ «Институт механики метал-лополимерных систем им. В.А.Белого» НАН Беларуси (1997 - 2005 гг.); на научно-технических конференциях разного уровня: «Современные проблемы машиностроения и технический прогресс», г. Севастополь, 1996 г., «Теория, проектирование и методы расчета лесных и деревообрабатывающих машин».г.Москва, МГУЛ, 1996, «Создание ресурсосберегающих машин и технологий». г. Могилев, Машиностроительный институт, 1996 г., «Повышение эффективности технологических процессов изготовления деталей машин», г. Курган, 1999 г., «Ресурсосберегающие технологии в лесном хозяйстве, лесной и деревообрабатывающей промышленности», г. Минск , 2000 г., МНТК «Комплексная переработка древесного сырья на базе эффективных и энергосберегающих технологий», г. Архангельск, АрхГТУ, 2000 г., «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов», г. Воронеж, ВГТУ, 2003 г., «Полимерные композиты и трибология» («Поликомтриб-2005»), г. Гомель, 2005., «BALTTRIB 2007» г. Каунас, 2007.

Финансирование работ над диссертацией обеспечивалось грантами, а также в рамках тематических НИР, выполненных в 1999 - 2008 гг., среди которых: «Исследование основ обеспечения износостойкости деталей деревообрабатывающего оборудования и дереворежущего инструмента, упрочненных концентрированными потоками энергии в управляемых магнитных полях» (№ Государственной регистрации 01.99.0004519), «Исследование процессов комплексного физико-химического воздействия на Fe-C- сплавы с целью оптимизации их механических и триботехнических характеристик» (№ 01.20.0004518), «Исследование процессов управляемого магнитного воздействия на формирование функциональных гальванических и конверсионных покрытий для оптимизации их прочностных и фрикционных характеристик» (№ 01.20.0208037), «Исследование и разработка высокоэффективных технологий повышения долговечности поверхностей металлических пар трения путем лазерной упрочняющей обработки в управляемых магнитных полях» (№ 01.2.00310700) и других работах.

Заключение

В работе выполнены исследования и разработаны теоретические основы обеспечения существенного повышения стойкости рабочих органов лесозаготовительной и деревообрабатывающей техники, режущего и деформирующего инструментов оборудования и тем самым решена крупная научная проблема повышения работоспособности и эффективности их использования, содержащая создание новых научных принципов анализа процессов управления качественным состоянием рабочих поверхностей, новых методов лабораторных испытаний, новых технологических основ обеспечения стойкости и выработку рекомендаций по их использованию в промышленности.

Предложен принцип обеспечения стойкости рабочих органов лесозаготовительной и деревообрабатывающей техники, режущего и деформирующего инструментов отрасли на основе комплексного формирования в рабочих зонах благоприятных уровней микротвердости, остаточных напряжений, шероховатости, трещино-стойкости, структурного и фазового состояний, оказывающих определяющее влияние на износостойкость и характер разрушения, в форме анизотропных состояний при регламентированном механическом нагружении, а также при воздействии магнитной и лучевой (тепловой)энергией.

Разработаны новые приемы формирования анизотропных состояний в исследуемых объектах на основе технологической деформации, а также управляемого формирования кристаллографического упорядочения в постоянном или переменном магнитном поле, формировании структуры гальванических покрытий деталей деревообрабатывающих машин и инструментов, отличающейся свойством многофункционально сти.

Установлены критерии обеспечения заданных состояний в исследуемых объектах, к которым, в частности относятся величина относительной деформации, величина напряженности магнитного поля, плотность мощности теплового источника, коэффициент размагничивающих потерь.

Выявлены закономерности взаимосвязанного влияния физико-химических свойств, шероховатости, напряженного состояния, геометрической и структурной неоднородностей на сопротивляемость поверхностей изнашиванию в условиях механического истирания, многоцикловой усталости, активного влияния среды и установлены области благоприятных значений характеристик качества поверхностных слоев для различных условий эксплуатации исследуемых объектов.

Разработаны для повышения стойкости и работоспособности рабочих поверхностей деталей деревообрабатывающей техники и инструментов принципы технологического формирования благоприятных комплексов свойств.

Предложены и теоретически обоснованы новые способы повышения стойкости, включающие регламентированную технологическую деформацию обрабатываемого объекта, а также ее сочетание с воздействием термического характера в условиях внешнего индуцирования (патенты РФ № 2118383, № 2162111, № 2186129, № 2186670, № 2224826, №> 2238986, № 2240360, № 2275445, № 2275432, № 2273672, № 2273671, № 2276191).

Разработаны и исследованы основы формирования прогнозируемого сочетания составляющих качества рабочих поверхностей деталей машин и инструментов в форме анизотропных эффектов с позиций магнитной гидродинамики и термокинетики структурной самоорганизации в конструкционных и инструментальных материалах при перекристаллизации. Установлены и исследованы условия обеспечения прогнозируемых состояний.

Установлена эффективность предложенных в работе технологических процессов на основе лазерной и электроискровой обработки, а также гальванического осаждения покрытий совмещенных с внешним индуцированием в источниках переменного и постоянного магнитного поля при формировании поверхностных слоев, отличающихся повышенной стойкостью к механическим формам изнашивания.

Установлены режимы выполнения указанных способов обработки. Исследованы закономерности влияния режимов на формирование прогнозируемого комплекса свойств и его эффективности с позиций работоспособности режущих и деформирующих инструментов при обработке древесины, бумаги и картона.

Разработаны и внедрены на предприятиях отрасли производственные рекомендации по повышению износостойкости инструментов, деталей и рабочих органов машин и оборудования лесного комплекса.

Экономический эффект от внедрения составил около 2.0 млн. рублей в ценах

2009 г.

296

1. Аваков, А.А. Физические основы теории стойкости режущих инструментов Текст. / А.А.Аваков. - М. : Машгиз, 1960. - 306 с.

2. Авдеев, Н.В. Технология и выбор способа материалопокрытия Текст. / Н.В. Авдеев. Ташкент : Мехнат, 1990. - 270 с.

3. Аверченков, В.И. Основы математического моделирования технических систем : Учеб. пособие для вузов Текст. / В.И.Аверченков, В.П. Федоров, М.Л.Хейфец ; Брян. гос. техн. ун-т. Брянск, 2004. - 270 с.

4. Адамеску, Р.А. Анизотропия физических свойств металлических материалов Текст. / Р.А.Адамеску, П.П. Гельз, Е.А.Матюшов. М. : Металлургия, 1984.-248 с.

5. Акимов, А.Е. Влияние спинорного (торсионного) поля на процесс кристаллизации мицелярных структур Текст. / А.Е.Акимов, М.В.Курик, В.Я. Тара-сенко.- М. : Биотехнология, 1991. № 3. - 69 с.

6. Александров, А.Ф. Основы электродинамики плазмы Текст. / А.Ф.Александров, Л.С.Богданкевич, А.А.Рухадзе. М. : Высшая школа, 1978. -310 с.

7. Алехин, В.П. Физика прочности и пластичности поверхностных слоев материалов Текст. / В.П.Алехин. М. : Наука, 1983. - 280 с.

8. Амалицкий, В.В. Деревообрабатывающие станки и инструменты Текст.: Учеб. для сред. проф. образования / В. В. Амалицкий. М. : Академия, 2008. - 400 с.

9. Амалицкий, В.В. Исследование стойкости твердосплавных круглых пил при чистовом раскрое древесностружечных плит в производственных условиях Текст. / В.В.Амалицкий // Деревообрабатывающая промышленность. — 2008. -№ 1.-С. 4-6.

10. Амалицкий, В.В. Теория и конструкции машин и оборудования отрасли. (Машины и механизмы деревообрабатывающей промышленности) Текст.: Учеб. для вузов: в 2 ч. Ч. 1 / В. В. Амалицкий, В.Г.Бондарь, В.М.Кузнецов;1. МГУЛ М., 2008. - 347 с.

11. Амалицкий, В.В. Теория и конструкции машин и оборудования отрасли. (Машины и механизмы деревообрабатывающей промышленности) Текст.: Учеб. для вузов: в 2 ч. Ч. 2 / В. В. Амалицкий, В.Г.Бондарь, В.М.Кузнецов; МГУЛ М., 2008. - 378 с.

12. Амбарцумян, С.А. Теория анизотропных пластин Текст. / С.А. Амбар цумян. -М. : Наука, 1987. 360 с.

13. Анурьев, В.И. Справочник конструктора машиностроителя Текст.: В 3 т. Т. I / В.И.Анурьев. — 6-е изд., перераб. и доп. — М. : Машиностроение, 1982. 736 с.

14. Н.Арчаков, Ю.И. Водородоустойчивость стали Текст. / Ю.И.Арчаков. -М. : Металлургия, 1989. 182 с.

15. Асташкевич, Б.М. Повышение долговечности трущихся узлов в железнодорожной технике методами комплексного упрочнения Текст.: Учеб. пособие / Б.М.Асташкевич. М. : МИИТ, 1999. - 160 с.

16. Ашкенази, Е.К. Прочность анизотропных древесных и синтетических материалов Текст. / Е.К.Ашкенази. М. : Лесн. пром-сть, 1966. - 168 с.

17. Бавбель, И.И. Влияние режимов заточки дереворежущего инструмента на остаточные напряжения в поверхностных слоях сплавов Текст. / И.И.Бавбель, С.С.Карпович, Д.С.Карпович // Деревообрабатывающая промышленность. 2005. - № 2. - С. 14-15.

18. Баранов, Ю.В. Дефектообразование и залечивание дефектов в металлических материалах импульсным электрическим током Текст.: сб. науч. тр. ВГЛТУ / Ю.В.Баранов. Воронеж, 2003. - С. 7-12.

19. Башков, В.М. Испытания режущего инструмента на стойкость Текст. / В.М.Башков, П.Г.Кацев М. : Машиностроение, 1985. - 136 с.

20. Беленький, М.А. Электроосаждение металлических покрытий Текст.: Справ. /М.А. Беленький, А.Ф.Иванов. М. : Металлургия, 1985. - 288 с.

21. Бельский, С.Е. Структурные факторы эксплуатационной стойкости режущего инструмента Текст. / С.Е.Бельский, Г.Л.Тофпенец / Под. ред

22. С.А.Астапчика. Минск : Наука и техника, 1984. - 128 с.

23. Бернштейн, М.А. Механические свойства металлов Текст. / М.А. Бернштейн, В.А. Займовская. М. : Металлургия, 1979. - 490 с.

24. Бернштейн, M.J1. Термическая обработка стальных изделий в магнитном поле Текст. / M.J1. Бернштейн, В.Н.Пустовойт. М. : Машиностроение, 1987.-251 с.

25. Бершадский, A.J1. Резание древесины Текст.: Учеб. пособие для лесо-техн. вузов / А.Л.Бершадский. М. ; Л. : Гослесбумиздат, 1958. - 328 с.

26. Бетанели, А.И. Прочность и надежность режущего инструмента Текст. / А.И.Бетанели. Тбилиси : Сабчота сакартвело, 1973. - 302 с.

27. Биргер, И.А. Остаточные напряжения Текст. / И.А.Биргер. М. : Машгиз, 1963.-232 с.

28. Биргер, И.А. Расчет на прочность деталей машин Текст.: Справ. / И.А.Биргер, Б.Ф.Шор, Г.Б.Иосилевич М. : Машиностроение, 1979. - 702 с.

29. Бобылев, А.В. Механические и технологические свойства металлов Текст.: Справ / А.В.Бобылев. М. : Металлургия, 1987. - 207 с.

30. Бондарь, B.C. К вопросу определения вида изнашивания в паре трения "древесина сталь" Текст.: Сб. науч. тр. / В.С.Бондарь, В.Ю. Сергачев; МЛТИ - 1988. - № 202. - С. 24-29.

31. Браун, Э.Д. Моделирование трения и изнашивания в машинах Текст. / Э.Д.Браун, Ю.А.Евдокимов, А.В.Чичинадзе. М.: Машиностроение, 1982. -191 с.

32. Буше, Н.А. Совместимость трущихся поверхностей Текст. / Н.А.Буше, В.В.Копытько. М. : Наука, 1981. - 128 с.

33. Бэкофен, В. Процессы деформации Текст. / В.Бэкофен. М. : Металлургия, 1977.-288 с.

34. Вайнштейн, В.З. Сухие смазки и самосмазывающиеся материалы Текст. / В.З.Вайнштейн, Г.Н. Трояновская. М. : Машиностроение, 1968. - 180 с.

35. Вассерман, Г. Текстуры металлических материалов Текст. /

36. Г.Вассерман, И.Гревен. М. : Металлургия, 1963. - 360 с.

37. Верещака, А.С. Режущий инструменты с износостойкими покрытиями Текст. / А.С.Верещака, И.П.Третьяков. — М. : Машиностроение, 1986. 192 с.

38. Вишняков, Я.Д. Теория образования текстур в металлах Текст. / Я.Д.Вишняков и др. М. : Наука, 1979. - 329 с.

39. Власов, В.М. Работоспособность трущихся упрочненных поверхностей Текст. / В.М.Власов.- М. : Машиностроение, 1987. 304 с.

40. Волошинский, А.А. Влияние фрикционно- упрочняющей обработки на стойкость тонких фрезерных ножей Текст. / А.А.Волошинский, Н.Д.Кирик // Станки и инструменты деревообрабатывающих производств: сб. науч. тр. JI. : ЛТА, 1986.-С. 32-33.

41. Вонсовский, С.В. Магнетизм Текст. / С.В.Вонсовский. М. : Наука, 1971.- 1030 с.

42. Вудраф, Д. Современные методы исследования поверхности Текст. / Д.Вудраф, Т.Делчар. М. : Мир, 1989. - 564 с.

43. Вячеславов, П.М. Электролитическое осаждение сплавов Текст. / П.М.Вячеславов. JI. : Машиностроение, 1986.- 112 с.

44. Гальванические покрытия в машиностроении Текст.: Справ.: В 2 т. -М. : Машиностроение, 1985. 2 т.

45. Герасименко, А.А. Определение параметров электрохимических процессов осаждения покрытий Текст. / А.А.Герасименко, В.И. Микитюк. М. : Металлургиздат, 1980.- 176 с.

46. Глебов, И.Т. Исследование шероховатости фрезерованной поверхности древесины Текст. / И.Т.Глебов // Деревообрабатывающая промышленность.- 2006.-№3.-С. 11-13.

47. Глебов, И.Т. О коэффициенте трения при фрезеровании древесины Текст. / И.Т.Глебов // Лесн. журн. 2008. - № 2. - С. 75-79.

48. Гнусин, Н.П. Шероховатость электроосажденных поверхностей Текст. / Н.П.Гнусин, Н.Я.Коварский. М. : Машиностроение, 2000. - 204 с.

49. Головин, С.А. Микропластичность и усталость металлов Текст. /

50. С.А.Головин, А.Пушкар. М. : Металлургия, 1980. - 239 с.

51. Горюшкин, А.Г. Исследование увеличения теплостойкости инструментальных сталей для изготовления дереворежущего инструмента методом азотирования Текст. / А.Г.Горюшкин, В.Е.Сергеев // Механическая технология древесины. 1975. - № 5.- С. 104-109.

52. ГОСТ 11.007-75. Правила определения оценок и доверительных границ для параметров распределения Вейбулла Текст. Введ.01.07.76. — М. : Изд-во стандартов, 1976. - 30 с.

53. Гудремон, Э. Специальные стали Текст.: В 2 т. Т. 1. / Э.Гудремон. М. : Металлургия, 1966. - 736 с.

54. Гуляев, Ю.Г. Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением Текст. / Ю.Г.Гуляев, С.А.Чукмасов, А.В.Губинский. Киев : Наукова Думка, 1986. - 240 с.

55. Дашков, А.И. Обоснование нагруженности режущего цепного устройства валочных машин Текст.: сб.науч.тр. / А.И.Дашков; ЦНРММЭ. -1982. С. 95-98.

56. Демкин, Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей Текст. / Н.Б.Демкин. М. : Наука, 1970. - 226 с.

57. Демьяновский, К.И. Влияние различных факторов на прочность режущей части инструмента Текст.: сб.науч.тр. / К.И.Демьяновский; Ар-ханг.ЛТИ. 1971. - № 24. - С. 128-132.

58. Демьяновский, К.И. Износостойкость инструмента для фрезерования древесины Текст. / К.И.Демьяновский. М. : Лесн. пром-сть, 1968. - 128 с.

59. Дмитроц, В.А. Теплотехнический справочник инженера лесного и деревообрабатывающего предприятия Текст.: Учеб. пособие для вузов лесотехн. профиля / В.А.Дмитроц, А.Б.Левин, Ю.П.Семенов. 2-е изд., испр. - М. : МГУЛ, 2002.-333 с.

60. Ефимова, Т.В. Определение оптимального режима профильного фрезерования плит MDF Текст. / Т.В.Ефимова // Деревообрабатывающая промышленность. 2006. -№3. С. 11-13.

61. Зотов, Г. Как правильно выбрать режущий инструмент Текст. / Г.Зотов // Дерево.ru. 2009. - № 1. - С. 12-13.

62. Зотов, Г.А. Повышение стойкости дереворежущего инструмента Текст. / Г.А.Зотов, Е.А.Памфилов. М. : Экология, 1991. - 304 с.

63. Иванов, С.Н. Технология бумаги Текст. / С.Н.Иванов. М. : Лесн. пром-сть, 1970. — 696 с.

64. Иванова, B.C. Природа усталости металлов Текст. / В.С.Иванова, В.Ф.Терентьев. М.: Металлургия, 1975. - 456 с.

65. Ильюшенко, Л.Ф. Электролитические осажденные магнитные пленки Текст. / Л.Ф.Ильюшенко, М.У.Шелег, А.В.Болтушкин. Минск : Наука и техника, 1979.-278 с.

66. Карасик, В.Р. Физика и техника сильных магнитных полей Текст. / В.Р.Карасик. М. : Наука, 1964. - 348 с.

67. Кащеев, В.Н. Ферромагнетизм при высоких температурах Текст. / В.Н.Кащеев. М. : Металлургия, 1999. - 176 с.

68. Ковенский, И.М. Металловедение покрытий Текст.: Учеб. для вузов /

69. И.М.Ковенский, В.В.Поветкин. М. : СП Интермет Инжиниринг, 1999. - 296 с.

70. Композиционные материалы Текст.: Справ. / Под общ. ред.

71. B.В.Васильева, Ю.М.Тарнопальского. М. : Машиностроение, 1990. - 510 с.

72. Комяк, Н.И. Рентгеновские методы и аппаратура для определения напряжений Текст. / Н.И.Комяк, Ю.Г.Мясников. М. : Машиностроение, 1972. -87с.

73. Коттрел, А.Х. Строение металлов и сплавов Текст. / А.Х.Коттрел. — М. : Металлургиздат, 1961. -288 с.

74. Кочергин, С.М. Образование текстур при электрокристаллизации металлов Текст. / С.М.Кочергин, А.В.Леонтьев. -М. : Металлургия, 1974. 184 с.

75. Крагельский, И.В. Трение и износ Текст. / И.В.Крагельский. М. : Машиностроние, 1968. — 479 с.

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

77. Крагельский, И.В. Узлы трения машин Текст. / И.В.Крагельский, Н.М.Михин. М. : Машиностроение, 1984. - 280 с.

78. Кретинин, О.В. Определение оптимального значения амплитуды колебаний резца при ультразвуковом резании древесины Текст. / О.В.Кретинин,

79. C.Г.Адиков // Деревообрабатывающая промышленность. 2007. - № 4. - С. 6-7.

80. Кривоглаз, М.А. Закалка стали в магнитном поле Текст. / М.А.Кривоглаз и др. М. : Наука, 1977. - 120 с.

81. Кристаллизация из расплавов Текст.: Справ. — М. : Металлургия, 1987.-320 с.

82. Кристаллография, ренгенография и электронная микроскопия Текст. / Я.С.Уманский, Ю.А.Скаков, А.Н.Иванов. М. : Металлургия, 1982. - 628 с.

83. Кристаллы. Рост, структура и свойства Текст. : Сб. науч. тр. / Ин-т кристаллографии РАН. М. : Наука, 1993. - 272 с.

84. Кристенсен, Р. Введение в механику композитов Текст. / Р.Кристенсен. М. : Мир, 1982. - 335 с.

85. Круминь, Ю.К. Взаимодействие бегущего магнитного поля с проводящей средой Текст. / Ю.К.Круминь. Рига : Зинатне, 1969. - 258 с.

86. Кузнецов, В. Круглые пилы на пути к идеалу Текст. / В.Кузнецов // Дерево.ги. 2007. - май-июнь - С. 120-123.

87. Куклин, Л.Г. Повышение прочности и износостойкости твердосплавного инструмента Текст. / Л.Г.Куклин. М.: Машиностроение, 1968. - 140 с.

88. Курц, В. Направленная кристаллизация эвтектических материалов Текст. / В.Курц, П.Р.Зам. М. : Металлургия, 1980. - 272 с.

89. Лапин, П.И. Подготовка и эксплуатация режущего инструмента лесоперерабатывающих предприятий Текст. / П.И.Лапин. М. : Лесн. пром-сть, 1978. - 159 с.

90. Лашнев, С.И. Расчет и конструирование металлорежущих инструментов с применением ЭВМ Текст. / С.И.Лашков, М.И.Юликов. -М. : Машиностроение, 1975. 392 с.

91. Леман, X. Материалы для переработки бумаги Текст. / Х.Леман, Л.Рихтер. -М. : Лесн. пром-сть, 1984. 248 с.

92. Лехницкий, С.Г. Теория упругости анизотропного тела Текст. / С.Г.Лехницкий. М. : Наука, 1977. - 408 с.

93. Лещинский, Л.К. Комплексное объемно-поверхностное упрочнение материалов с использованием высококонцентрированного источника нагрева Текст. / Л.К.Лещинский и др.; МиТОМ. М., 1988. - № 5. - С. 3-5.

94. Лещинский, Л.К. Плазменное поверхностное упрочнение Текст. / Л.К.Лещинский и др. Киев : Техника, 1990. - 107 с.

95. Лившиц, Б.Г. Металлография Текст. / Б.Г.Лившиц ; ГНТИЛит. по черн. и цветн.металлургии. — М., 1963. 422 с.

96. Лоладзе, Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента Текст. / Т.Н.Лоладзе. М. : Машиностроение, 1982. — 320 с.

97. Любченко, В.И. Резание древесины и древесных материалов Текст.: Учеб. для вузов лесотехн. профиля / В. И. Любченко ; МГУЛ. 3-е изд., стер. -М., 2004.-309 с.

98. Магнитное и атомное упорядочение в прецезионных сплавах Текст.: Тематич. сб. науч. тр. — М. : Металлургия, 1985. 88 с.

99. Мазарский, С.М. Оборудование целлюлозно-бумажного производства Текст. / С.М.Мазарский, И.З.Малинский, К.Ю.Эпштейн. М. : Лесн. пром-сть, 1968.-456 с.

100. Мазуркин, П.М. Биотехническое моделирование процессов резания древесины Текст. / П. М. Мазуркин ; Map. гос. техн. ун-т. Йошкар-Ола, 2001. -76 с.

101. Маклюков, Л.М. Исследование работы бензиномоторных пил на валке деревьев и обоснование их основных параметров Текст. : автореф. дис. канд. техн. наук / Л.М.Маклюков. М., 1973. - 21 с.

102. Малыгин, В.И. Методика расчета динамических параметров процесса фрезерования древесины с учетом кинематической нестабильности технологической системы Текст. / В.И.Малыгин, Л.В.Кремлева // Лесн. журн. — 2002.-№ 1.-С. 95-103.

103. Малыгин, В.И. Модель напряженного состояния сборного дереворежущего инструмента для оценки его качества на стадии проектирования Текст. / В.И.Малыгин, В.Н.Лобанов // Лесн. журн. 2001. - № 4. - С. 58-64.

104. Малыгин, В.И. Модель напряженно-деформированного состояния режущего элемента сборного инструмента Текст. / В.И. Малыгин, В.Н.Лобанов // Вестник машиностроения. 2000. - № 2. — С. 22-26.

105. Малыгин, В.И. Оптимизация конструкций инструмента для ГАП методами математического моделирования физических процессов при резании Текст.: Сб. науч. тр. АИН РФ / В.И. Малыгин. СПб., 2001. - С. 175-185.

106. Махутов, И.А. Сопротивление элементов конструкций хрупкомуразрушению Текст. / И.А.Махутов. М. : Машиностроение, 1973. - 200 с.

107. Мельников, П.С. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении Текст. / П.С.Мельников. М. : Машиностроение, 1991. - 380 с.

108. Механика разрушения и прочность материалов Текст.: Справ, пособие: в 2 т. / Под общ. ред. В.В.Панасюка. Киев : Наукова Думка, 1988. - 2 т.

109. Мигачев, Б.А. Пластичность инструментальных сталей и сплавов Текст.: Справ. / Б.А.Мигачев, А.И.Потапов. -М. : Металлургия, 1980. 87 с.

110. Микляев, П.Г. Анизотропия механических свойств металлов Текст. / П.Г.Микляев, Я.Б.Фридман. М. : Металлургия, 1986.-215 с.

111. Микляев, П.Г. Кинетика разрушения Текст. / П.Г.Микляев, Г.С.Нешпор, В.Г.Кудряшов. -М. : Металлургия, 1979. -269 с.

112. Минаева, П. Технический уровень и требования по безопасности фрез Текст. / Н.Минаева, Н.Крюков, С.Разуваев // Дерево.ru. 2008. - № 5. - С. 136-141.

113. Митрофанов, А.А. Пильные цепи с повышенной износостойкостью Текст. / А.А.Митрофанов //Лесн. пром-сть. 1954. - № 1. - С. 9-10.

114. Михайлов, А.А. Обработка деталей с гальваническими покрытиями Текст. / А.А.Михайлов. М. : Машиностроение, 1981. - 143 с.

115. Моисеев, А.В. Износостойкость дереворежущего инструмента Текст. / А.В.Моисеев. М.: Лесн. пром-сть, 1981. — 112 с.

116. Моисеев, А.В. Исследование возможности упрочнения дереворежущего инструмента методом ионно-плазменного упрочнения Текст. / А.В.Моисеев, В.А.Кириченко // Механическая технология древесины: сб. науч. тр. Минск, 1983. - Вып. 15. - С. 100-105.

117. Мрочек, Ж.А. Прогрессивные технологии восстановления и упрочнения деталей машин Текст.: Учеб. пособие для машиностр. специальностей вузов / Ж. А. Мрочек, Л. М. Кожуро, И. П. Филонов. Минск : УП "Техно-принт", 2000. - 267 с.

118. Мэнсон, С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость Текст. / С.Мэнсон. М. : Машиностроение, 1974. - 340 с.

119. Непрерывное литье во вращающемся магнитном поле Текст. / Н.В.Окороков. М. : Металлургия, 1971. - 176 с.

120. Новиков, И.И. Микромеханизмы разрушения металлов Текст. / И.И.Новиков, В.А.Ермишкин. -М. : Наука, 1991. 366 с.

121. Оборудование бумагоделательного производства Текст.: Обзор, информ. / ЦНИИ информ. по лесной, цел.-бум. и деревообр. пром-сти и лесному хоз-ву. М., 1966. - 124 с.

122. Обработка импульсным магнитным полем (метод и техника) Текст. : Мат-лы IV науч.-техн. семинара по нетрадиционным технологиям в машиностроении. София-Горький, 1989. - 134 с.

123. Одинг, И.А. Теория ползучести и длительной прочности металлов Текст. / И.А.Одинг и др. М., 1959. - 483 с.

124. Окороков, Н.В. Электромагнитное перемешивание металла в дуговых сталеплавильных печах Текст. / Н.В.Окороков. М. : Металлургиздат, 1961.-176 с.

125. Основы трибологии (трение, износ, смазка) Текст.: Учеб. для тех-нич. вузов / Под общ. ред. А.В.Чичинадзе . М. : Машиностроение, 2001. - 664 с.

126. Остафьев, В.А. Расчет динамической прочности режущего инструмента Текст. / В.А.Остафьев. М. : Машиностроение, 1979. - 168 с.

127. Памфилов, Е.А. Лазерная упрочняющая обработка деталей машин и инструментов в магнитном поле Текст. / Е.Памфилов, П.Г.Пыриков, А.С.Рухлядко // Машиностроитель. 1999. - № 9 - С. 30-32.

128. Памфилов, Е.А. Ленточнопильный станок с магнитостатическими опорами и направляющими пильного полотна Текст. / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков и др. // Деревообрабатывающая промышленность. 2000. - № 5. -С. 5-8.

129. Памфилов, Е.А. Новые древесно-металлические материалы для узлов трения деревообрабатывающей техники Текст. / Е.А.Памфилов и др. // Деревообрабатывающая промышленность. — 2008. № 5. — С. 24-26.

130. Памфилов, Е.А. Новый способ обеспечения износостойкости режущего инструмента бумагоделательного оборудования Текст./ Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков, А.С.Рухлядко // Целлюлоза, бумага, картон. 2003. - № 6. - С. 1416.

131. Памфилов, Е.А. Новый способ повышения износостойкости режущих инструментов Текст. / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков, А.С.Рухлядко // Деревообрабатывающая промышленность. 1999. - № 5. - С. 20-21.

132. Памфилов, Е.А. Обеспечение износостойкости металлических материалов на основе эффекта анизотропии при многозональном текстурировании Текст. / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков // Тяжелое машиностроение. 2001. - № 1.-С. 24-27.

133. Памфилов, Е.А. Перспективы применения управляемых магнитных полей при обеспечении функциональных характеристик металлических материалов Текст. / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков, А.С.Рухлядко // Вестник машиностроения. 2005. - № 6. - С. 10-17.

134. Памфилов, Е.А. Повышение износостойкости ножей дереворежущих инструментов Текст. / Е.А.Памфилов, П.Г. Пыриков // Деревообрабатывающая промышленность. 1996. - № 3. - С. 28-29.

135. Памфилов, Е.А. Технологическое обеспечение износостойкости поверхностей деталей машин и режущих инструментов на основе комплекснойупрочняющей обработки Текст. / Е.А.Памфилов, П.Г. Пыриков // Трение и износ. Гомель : Беларусь, 2000. - № 1. - С. 76-81.

136. Памфилов,Е.А. Технологическое обеспечение работоспособности бумагорежущего инструмента Текст. / Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков, А.С.Рухлядко // Бумага и жизнь. 2003. - № 2. - С. 34-40.

137. Памфилов, Е.А. Управление динамическим состоянием металлических материалов при обеспечении их поверхностной прочности Текст. / Е.А.Памфилов, П.Г. Пыриков // Трение и износ. Гомель : Беларусь, 2004 . - №1.-С. 63-70.

138. Памфилов, Е.А. Упрочнение режущих инструментов с предварительным деформированием Текст. / Е.А.Памфилов, П.Г. Пыриков // Станки и инструмент. 1999. - № 1. - С. 13-15.

139. Памфилов, Е.А. Формирование конверсионной структуры покрытий металлических материалов в управляемом магнитном поле . Текст./ Е.А.Памфилов, П.Г.Пыриков, А.В.Патракова // Машиностроитель. 2003. - №2. С. 25-28.

140. Пат. 2273671 Российская Федерация, МПК C21D 1/09, В23Р 6/04.

141. Способ ремонта дефектов поверхности металлов Текст. / Рузанов Ф.И., Пыри-ков П.Г.; заявитель и патентообладатель Брянская гос. инженерно-технол. академия. № 2004129401; заявл. 05.10.2004; опубл. 10.04.2006, Бюл. № 10. - 6 с.

142. Петренко, Н.М. Повышение стойкости дереворежущего инструмента технологическими методами Текст. : дис. . канд. техн. наук / Н.М.Петренко. Брянск, 1984. - 198 с.

143. Писаренко, Г.С. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии Текст. / Г.С.Писаренко, А.А. Лебедев. Киев : Наукова Думка, 1976. - 415 с.

144. Пижурин, А.А. Основы моделирования и оптимизации процессов деревообработки Текст.: Учеб. для вузов / А.А.Пижурин, М.С. Розенблит. М. : Лесн. пром-сть, 1988. — 296 с.

145. Плетнев, Д.В. Основы технологии износостойких и антифрикционных покрытий Текст. / Д.В.Плетнев, В.Н.Брусенцова. М. : Металлургиздат, 1976.- 160 с.

146. Подураев, В.Н. Динамическая модель элементов технологической системы с учетом кинематической нестабильности процесса резания Текст. / В.Н.Подураев, В.И.Малыгин, Л.В.Кремлева // Вестник машиностроения. — 1996.-№6.-С. 18-23.

147. Полетика, И.М. Межкристаллитная адсорбция примесей и разрушение металлов Текст. / И.М.Полетика. Новосибирск : Наука, 1988. — 125 с.

148. Полищук, А.П. Механизированные инструменты на лесозаготовках Текст. / А.П.Полшцук, В.С.Кретов. -М. : Лесн. пром-сть, 1981. 71 с.

149. Полищук, А.П. Повышение износостойкости режущих элементов пильных цепей Текст. : труды ЦНИИМЭ / А.П.Полищук. М., 1958. - № 8.- С. 33-57.

150. Проектирование технологической оснастки Текст.: Учеб. пособие для вузов / В. В. Клепиков и др. ; под ред. В.В. Клепикова ; Моск. гос. индустр. ун-т. М. : Изд-во МГИУ, 2006. - 76 с.

151. Прокофьев, Г.Ф. Гибкие автоматизированные линии Текст. / Г.Ф.Прокофьев, И.И.Иванкин // Деревообрабатывающая промышленность.2004.-№6.-С. 15-17.

152. Прокофьев, Г.Ф. Направления повышения эффективности переработки древесины на лесопильном оборудовании Текст. / Г.Ф. Прокофьев, Н.И.Дундин // Деревообрабатывающая промышленность. 2000. - № 6. - С. 58.

153. Прокофьев, Г.Ф. Применение в гибких автоматизированных лесопильных линиях пильных модулей с аэростатическими направляющими дляпил Текст. / Г.Ф.Прокофьев, И.И.Иванкин // Леей. жури. 2008. - № 1. - С. 107111.

154. Пыриков, П.Г. Обеспечение работоспособности рабочих органов и инструментов машин и оборудования лесного комплекса Текст. / П.Г.Пыриков // Лесной журнал в печати.

155. Пыриков, П.Г. Повышение стойкости инструментов для деревообработки Текст. / П.Г.Пыриков. Брянск : БГИТА. - 2009. - 210 с. - в печати.

156. Пыриков, П.Г. Применение управляемых магнитных полей в функциональных узлах деревообрабатывающего оборудования Текст. / П.Г. Пыриков // Лесн. журн. 2006.- № 2. - С. 84-91.

157. Пыриков, П.Г. Технологическое обеспечение износостойкости поверхностей деталей машин и режущих инструментов на основе комплексной упрочняющей обработки Текст. / П.Г.Пыриков // Трение и износ. 2000. - № 3. -Гомель : Беларусь. - С. 329-332.

158. Разрушение Текст. В 6 т. Т. 6. Разрушение металлов: перевод с англ. М. : Металлургия, 1976. - 496 с.

159. Рыбакова, Л.М. Структура и износостойкость металла Текст. / Л.М.Рыбакова, Л.И.Куксенова. -М. : Машиностроение, 1982. -211 с.

160. Рыжов, Э.В. Контактирование твердых тел при статических и динамических нагрузках Текст. / Э.В.Рыжов, Ю.В.Колесников, А.Г.Суслов. Киев : Наукова Думка, 1982. - 170 с.

161. Сабов, В.В. Повышение долговечности пильных цепей путем магнитной обработки Текст. / В.В.Сабов, А.А.Тарасов // Изв.вузов. Лесной журнал. 1981. -№ 2. - С. 62-63.

162. Салли, И.В. Кристаллизация при сверхбольших скоростях охлаждения Текст. / И.В.Салли. Киев : Наукова Думка, 1972. - 135 с.

163. Санев, В.И. Исследование износостойкости покрытий, полученных методом локального электроискрового нанесения Текст. / В.И.Санев, В.К.Косарев // Станки и инструменты деревообрабатывающих производств: сб. науч. тр. Л. : ЛТА, 1983. - С. 48-52.

164. Серенсен, С.В. Сопротивление материалов усталостному и хрупкому разрушению Текст. / С.В.Серенсен. — М. : Атомиздат, 1975. -191 с.

165. Смирнов, B.C. Текстурообразование металлов при прокатке Текст. /В.С.Смирнов, В.Д.Дурнев. -М. : Металлургия, 1971.-248 с.

166. Справочник бумажника Текст. / ВНИИБ. М. : Лесн.пром-сть, 1966.-852 с.

167. Справочник по триботехнике Текст.: В 3 т. / Под общ. ред. М.Хебды, А.В.Чичинадзе. М. : Машиностроение, Варшава ВКЛ, 1989. - 3 т.

168. Справочник технолога-машиностроителя Текст.: В 2 т. / А.М.Дальский, А.Г.Суслов, Е.А.Памфилов. М. : Машиностроение, 2001. - 2 т.

169. Станочный дереворежущий инструмент Текст.: Практ. рекомендации / Г. А. Зотов. М., 2005. - 307 с.

170. Суминов, И.В. Влияние постоянного магнитного поля при лазерной закалке на механические свойства стали ЗОХГСА Текст. / И.В. Суминов, С.А.Пентюк, А.И.Мажин // Лазеры в народном хозяйстве: труды ЦРДЗ. М., 1992.-С. 4-7.

171. Суминов, И.В. Влияние внешнего магнитного поля на динамику светоэрозионной плазмы Текст. / И.В. Суминов, А.И.Сажин, С.А.Пентюк // Лазеры в народном хозяйстве : труды ЦРДЗ. М., 1992. - С. 15-19.

172. Суминов, И.В. Исследование структурно-фазовых превращений в углеродистых сталях при совместном воздействии лазерного излучения и магнитного поля Текст. / И.В. Суминов и др. // Физика и химия обработки материалов.-М., 1991.-№3.-С. 44-47.

173. Суминов, И.В. Лазерно-электрические и лазерно-магнитные методы модификации конструкционных материалов и получение покрытий Текст. /

174. И.В.Суминов, Е.Б.Клопиков // МЕРА-92 : тез. докл. междунар. научно-техн. конф. М., 1992. - С. 23-25.

175. Суханов, В.Г. Резание древесины и дереворежущий инструмент Текст. / В.Г.Суханов, В.В.Кишенков; МГУЛ. М., 2002. - 168 с.

176. Темкина, Б.Я. Прогрессивная технология нанесения гальванических и химических покрытий Текст. / Б.Я.Темкина. М. : Металлургия, 1971. - 248 с.

177. Теория пластических деформаций металлов Текст. / Под ред. Е.П.Унксова, А.Г.Овчинникова. -М. : Машиностроение, 1983. 589 с.

178. Тир, Л.Л. Электромагнитные устройства для управления циркуляцией расплава в электропенах Текст. / Л.Л.Тир, М.Я.Стоянов. М. : Металлургия, 1975.-224 с.

179. Трение, изнашивание и смазка Текст.: Справ.: в 2-х кн. Кн.1 / Под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина. -М.: Машиностроение, 1978. 400 с.

180. Трение, изнашивание и смазка Текст.: Справ.: в 2-х кн. Кн.П / Под ред. И.В. Крагельского, В.В. Алисина. -М.: Машиностроение, 1979. -358 с.

181. Туров, Е.А. Физические свойства магнитоупорядоченных кристаллов Текст. / Е.А.Туров. М. : Изд-во Акад. Наук СССР, 1963. - 219 с.

182. Тушинский, Л.И. Исследование структуры и физико-механических свойств покрытий Текст. / Л.И.Тушинский, А.Г. Плохов. М. : Машиностроение, 1998.-350 с.

183. Ударные волны и явления высокоскоростной деформации металлов Текст. / Под ред. М.А.Мейерса, Л.Е.Мурра. М. : Металлургия, 1984. - 512 с.

184. Уманский, Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия Текст. / Я.С.Уманский и др. -М. : Металлургия, 1982. 628 с.

185. Фляте, Д.М. Свойства бумаги Текст. / Д.М.Фляте. М. : Лесн. пром-сть, 1986.-680 с.

186. Фогель, А.А. Индукционный метод удержания жидких металлов во взвешенном состоянии Текст. / А.А. Фогель. Л. : Машиностроение, 1989. -80 с.

187. Хакен, Г. Синергетика: Иерархии неустойчивости в самоорганизующихся системах и устройствах Текст. / Г.Хакен : перевод с англ. М. : Мир, 1985.-423 с.

188. Хилл, Р. Математическая теория пластичности Текст. / Р.Хилл. М. : Гос. изд-во технико-теоретич. лит-ры, 1956. - 407 с.

189. Хойер, Д. Производство картона Текст. / Д.Хойер : перевод с нем. Б.М.Гуткина. М. : Лесн.пром-сть, 1977. - 407 с.

190. Шерклиф, Д. Курс магнитной гидродинамики Текст. / Д.Шерклиф. — М. : Мир, 1967.-320 с.

191. Шернин, Д.А. Технология и оборудование лесопромышленных производств Текст.: в 2 ч. 4.1. Лесосечные работы: учеб. пособие / Д.А.Шернин. -М. :МГУЛ, 2004.-446 с.

192. Эбелинг, В. Образование структур при необратимых процессах Текст. / В.Эбелинг : перевод с нем. Ю.Л.Климонтовича. М. : Мир, 1979. - 279 с.

193. Юм-Роз Ери, В. Структура металлов и сплавов Текст. / В. Юм-Роз Ери, Г.В.Рейнор / ГНТИЛит. по черн. и цветн.металлургии. М., 1959. - 320 с.

194. Bramley, A.N Plastic anisotropy of titanium and zinc sheet I. Macroscopic approach / A.N. Bramley, P.B.Mellor // International Journal of Mechanical Sciences, 1968.-Vol. 10. -№ 3. -P. 211-221.

195. Duncan, J.L. The ultimate strength of rectangular anisotropic diaphragms / J.L. Duncan, W.Jonson // International Journal of Mechanical Sciences, 1968. Vol. 10. - № 3. - P. 143-157.

196. Firbank, T.C. One some aspects of the cold rolling problem / T.C. Fir-bank, P.R.Lancaster // International Journal of Mechanical Sciences, 1966. Vol. 8. -№ 11.-P. 653-656.

197. Goda, T. Fe micro-models to study contact states, stresses and failure mechanisms in a polymer composite subjected to a sliding steel asperity / T.Goda, K.Varadi, K.Friedrich // Wear, 2001. № 251. - P. 1584-1590.

198. Pamfilov, E. The Technological Provision of Machine Parts and Cutting

199. Tools Wearresistance / E.Pamfilov, P.Pyrikov // 2ND World Tribology Congress/ 0307.09.2001. Vienna (Austria). - P. 317-321.

200. Pamfilov, E. On Application of Controllable Magnetic Fields at Security of Endurance of Metal Materials / E.Pamfilov, P.Pyrikov // 11 th International Baltic Conference «Materials Engineering and Tribology-2002», Riga, P. 335-336.

201. Pearce R. Some aspects of anisotropic plasticity in sheet metals // International Journal of Mechanical Sciences, 1968. Vol. 10. - № 12. - P. 995-1007.