автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Технологическое обеспечение износостойкого микропрофиля поверхности цилиндров скважинных штанговых насосов алмазным хонингованием

м

На правах рукописи

ИВАНОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОГО МИКРОПРОФИЛЯ ПОВЕРХНОСТИ ЦИЛИНДРОВ СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСОВ АЛМАЗНЫМ ХОНИНГОВАНИЕМ

УДК 621.923

Специальность 05.02.08 — «Технология машиностроения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

о 2 дп?

Пермь — 2009

003466293

Работа выполнена на кафедре «Металлорежущие станки и инструменты» в ГОУ ВПО «Пермский государственный технический университет» и ЗАО «Пермская компания нефтяного машиностроения» г. Пермь

Научный руководитель: Заслуженный изобретатель РФ,

доктор технических наук, профессор, Мокроносов Евгений Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

Маслов Лев Николаевич

доктор технических наук, профессор,

Коротаев Юрий Арсеньевич

Ведущая организация: ОАО «Мотовилихинские заводы»

Защита состоится «24» апреля 2009 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.065.02 Ижевского государственного технического университета по адресу 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая 7.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Ижевского государственного технического университета.

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим выслать по указанному адресу.

Автореферат разослан < » марта 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

В. Г. Осетров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В нефтяной промышленности для глубинной добычи нефти широко применяются скважинные штанговые насосы (СШН). От надежности этих насосов в значительной степени зависит экономическая эффективность нефтедобывающих предприятий. Поэтому повышение надежности сква-жинных штанговых насосов является актуальной задачей для снижения себестоимости добываемой нефти.

Средняя наработка на отказ отечественных скважинных штанговых насосов в последние годы значительно возросла и составляет порядка 300-400 суток работы. Однако средняя наработка на отказ у зарубежных штанговых насосов превышает 700 суток

Причинами отказов скважинного оборудования, по данным ведущих нефтедобывающих предприятий, являются внешние по отношению к насосам причины: обрыв штанг, штоков и насосно-компрессорных труб, а также отказы собственно насосов. Последние составляют около 30 % от общего числа отказов, причём в 72 % происходит запарафинивание клапанов, а в 18 % — износ плунжерной пары. Стоимость изготовления и ремонта клапанной пары несопоставимо мала в сравнении с изготовлением и ремонтом пары цилиндр—плунжер. Поэтому выбор технологии изготовления и упрочнения именно этих деталей насоса во многом определяет эксплуатационные свойства и стоимость насоса в целом. Одним из наиболее эффективных способов повышения износостойкости пары цилиндр — плунжер является формирование высококачественных поверхностных слоёв этой пары.

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

Технологический процесс изготовления цилиндра включает в себя правку, расточку, предварительное хонингование, чистовое хониншвание и азотирование. В значительной степени износостойкость азотированного слоя определяется величиной исходной шероховатости поверхности, подготовленной под азотирование, а также формой микрорельефа обработанной поверхности. Последней операцией перед азотированием является чистовое хонингование, поэтому представляется актуальным создание теоретических предпосылок для комплексного прогнозирования формирования параметров шероховатости поверхности цилиндра на этапе окончательной операции (алмазного хонингования) перед азотированием, обеспечивающих износостойкий микропрофиль поверхности цилиндра.

Влияние шероховатости на износостойкость азотированных поверхностей с использованием базовой технологии ограничены из-за недостаточной изученности механизма формообразования, отсутствия соответствующих методик и рекомендаций. Поэтому, решение вопросов формирования параметров шероховатости поверхности цилиндров в процессе алмазного хонингования под азо-

тирование с целью повышения их износостойкости, является весьма актуальной научно-технической проблемой.

Цель работы. Технологическое обеспечение износостойкого микропрофиля азотированных поверхностей цилиндров на основе направленного улучшения исходной шероховатости хонингуемых отверстий, подготовленных под азотирование.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать математическую модель прогнозирования параметров шероховатости хонингуемой поверхности, учитывающей особенности процесса алмазного хонингования и влияние условий обработки на параметры шероховатости поверхности;

- разработать математическую модель износа азотированной поверхности, учитывающей физико-механические свойства, параметры шероховатости поверхностей трения и вид контакта;

- разработать технологическую оснастку, обеспечивающую проведение исследований процесса алмазного хонингования и экспериментов по износостойкости;

- исследовать закономерности влияния технологических условий алмазного хонингования на параметры шероховатости, связанные с высотными свойствами неровностей, со свойствами неровностей в направлении длины профиля и с формой неровностей профиля;

- исследовать влияние параметров исходной шероховатости на износостойкость азотированных поверхностей;

- разработать алгоритмы и программное обеспечение прогнозирования параметров шероховатости хонингуемой поверхности и износа азотированной поверхности;

- разработать рекомендации по выбору характеристики алмазных хонин-говальных брусков в зависимости от требуемой шероховатости поверхности и рекомендации по внедрению результатов исследований в промышленности.

Методы исследований. Теоретические исследования проводились на базе научных основ технологии машиностроения, теории резания, теории математического моделирования процессов трения и износа твердых тел, теории вероятности и теории чисел.

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных условиях на современном оборудовании, с использованием специальных опытных установок, модернизированной машины трения и современной контрольно-измерительной аппаратуры, оснащенной ЭВМ.

Корректность разработанных математических моделей и их адекватность подтверждается использованием известных теоретических положений, а достоверность полученных теоретических результатов—сходимостью с экспериментальными данными.

Научная новизна работы. Научная новизна работы состоит в том, что:

- произведено математическое моделирование рабочей поверхности хо-нинговального бруска на основе метода поиска оптимального решения

в задачах со многими критериями с учётом нормального закона распределения размеров зёрен и разработана математическая модель прогнозирования формирования шероховатости хонингуемой поверхности элементарными режущими профилями;

- разработана математическая модель и программное обеспечение интенсивности износа пары цилиндр — плунжер СШН, позволяющая прогнозировать величину износа в зависимости от физико-механических свойств материала цилиндра, вида контакта, параметров шероховатости поверхности цилиндра и Бт, а также относительной опорной длины профиля (р;

- экспериментально показано, что хонингование брусками на металлической связке не позволяет получать износостойкий микропрофиль обработанной поверхности, а только хонингование эластичными брусками обеспечивает малые значения высотных параметров шероховатости и достаточно большие значения величин относительной опорной длины профиля. Это предопределяет в конечном итоге значительно меньший износ поверхности пары цилиндр — плунжер СШН;

- доказано, что величина износа пары цилиндр — плунжер зависит не только от высотных параметров шероховатости поверхностей цилиндров, подготовленных хонингование под азотирование, а также в значительной степени от параметров, связанных со свойствами неровностей в направлении дайны профиля и величины относительной опорной длины профиля.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

1. Разработана технология алмазного хонинговання цилиндров насосов, изготовленных из стали 38Х2МЮА, в том числе, произведён подбор характеристик алмазных брусков по виду связки, параметров режима хонингования, а также их сочетания, обеспечивающие получение износостойкого микропрофиля азотированной поверхности цилиндров.

2. Разработанная технология алмазного хонингования эластичными брусками цилиндров под азотирование позволяет сохранять первоначальную группу посадки для пары цилиндр — плунжер при длительной эксплуатации СШН.

3. Разработана специальная хонинговальная головка, отличающаяся меньшим углом конуса и технологичностью конструкции.

4. Создана установка, имитирующая работу СШН и позволяющая проводить испытания износа пары цилиндр—плунжер в условиях, имитирующих работу этой пары в скважине.

Разработанные на основе проведенных исследований рекомендации и техническое оснащение, предложены для внедрения и приняты в виде типовой технологии при обработке цилиндров СШН на предприятии ЗАО «Пермская компания нефтяного машиностроения».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 8 научно-технических конференциях и семинарах, в том числе международной («Прогрессивные технологические процессы в машиностроении» в г. Перми — 2007), ежегодных конференциях ПермГТУ (Пермь 2006-2008).

Диссертация заслушана и одобрена на совместном заседании кафедр «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты» и «Конструирование машин и сопротивление материалов» Пермского государственного технического университета в 2008 году.

Публикации. По теме диссертации опубликовано десять печатных работ, в том числе 2 статьи в изданиях по списку ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 118 наименований и приложения. Объем работы 138 страниц машинописного текста, включая 71 рисунок, 33 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

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

В первой главе приводится тематический обзор, сделанный на основе анализа отечественных и зарубежных литературных источников. Дается описание и сравнение процесса алмазного хонингования с другими финишными операциями обработки. Приведен анализ влияния режима хонингования и характеристик алмазных брусков на основные показатели процесса алмазного хонингования хромоалюминиевых сталей. Сформулирована цель и определены задачи исследования.

Благодаря работам известных ученых Бабичева А. П., Герасимова С. А., Ку-доярова Р. Г., Куликова С. И., Левина Б. Г., Маталина А. А., Новоселова Ю. К., Серебренника Ю. Б., ФрагинаИ. Е. и других созданы научные основы процесса хонингования размерного алмазного хонингования жесткими брусками на металлических и органических связках, щучены вопросы точности и качества поверхности деталей машин. Проведенный анализ работ показал, что все известные теоретические работы в области мониторинга и прогноза зависимости параметров шероховатости от условий хонингования ограничиваются рассмотрением вопросов формирования высотных свойств неровностей микропрофиля (Яа, Итах, Rq). В то же время отсутствуют методики прогнозирования свойств неровностей в направлении длины профиля (Ли, Ал, £>), а также относительной опорной длины профиля 1р.

Созданию научных основ процесса трения и износостойкости пар трения посвящены работы ученых Крагельского И. В., Рыжова Э. В., Сухова С. А., Фе-дорченко И. М., Шнайдера Ю. Г. и других. В этих работах показаны широкие возможности алмазно-абразивной обработки при создании повышенной несущей поверхности деталей. Однако это не позволяет прогнозировать износостойкость азотированных поверхностей в зависимости от исходных параметров шероховатости поверхности цилиндров, подготовленных под азотирование хонингованием

Для сопряжений, работающих в условиях трения, необходимо на финишной операции формирование оптимального микрорельефа с определенными по

величине параметрами микронеровностей, с определенной несущей способностью. Для увеличения опорной поверхности необходимо уменьшать шероховатость обработанной поверхности. Применение жестких брусков для создания микропрофиля с большой несущей опорной поверхностью непроизводительно и малоэффективно.

Применение эластичных и полуэластичных хонинговальных брусков, по исследованиям, выполненным в работах Серебренника Ю. Б., Желобова Н. Г., Чеповецкого И. X., Якушина М. И. и других, дает положительные результаты при обработке отверстий в деталях из различных материалов. Алмазные зерна эластичных хонинговальных брусков срезают выступы микронеровностей исходной шероховатости, не образуя «новой» шероховатости, что объясняется возможностью погружения алмазных зерен в эластичный алмазоносный слой и малой глубиной резания отдельными зернами. Следовательно, обработанная поверхность отверстия будет иметь большую опорную поверхность.

Для успешного применения алмазного хонингования с использованием эластичных и полуэластичных брусков необходимо установить оптимальное соотношение характеристики алмазных брусков, кинематических характеристик процесса алмазного хонингования для создания оптимального микрорельефа исходной поверхности, подготавленной под азотирование.

Проведенный анализ показал, что все известные теоретические работы в области мониторинга и прогноза зависимости параметров шероховатости от условий хонингования ограничиваются рассмотрением вопросов формирования высотных свойств неровностей микропрофиля (среднее арифметическое отклонение профиля На, наибольшая высота неровностей профиля Ктах, среднее квадратичное отклонение профиля Яд). В то же время отсутствуют методики прогнозирования свойств неровностей в направлении длины профиля (средний шаг неровностей Бт, средняя длина волны профиля Ха, плотность выступов профиля £>), а также формы неровностей профиля (относительная опорная длина профиля /р).

Известно, что работоспособность пар трения, в частности пары плунжер — цилиндр СШН, в значительной степени определяется параметрами шероховатости контактирующих поверхностей.

Поэтому представляется актуальным создание теоретических предпосылок для комплексного прогнозирования формирования оптимальных параметров шероховатости поверхности цилиндра, с целью уменьшения износа при эксплуатации в паре плунжер—цилиндр, на этапе окончательной операции (алмазного хонингования) перед азотированием.

Потребность нефтяного машиностроения в обеспечении износостойкости и работоспособности СШН с одной стороны и недостаточная изученность влияния условий процесса хонингования на шероховатость обработанной поверхности и износостойкость азотированных поверхностей с другой стороны предопределили необходимость и актуальность выполнения данной работы, цели и задачи исследований.

Вторая глава посвящена разработке математических моделей, позволяющих прогнозировать параметры шероховатости при алмазном хонинговании и износ азотированной поверхности.

Существующие методы математического моделирования процессов механической обработки, используют закономерности, описывающие форму отдельных формообразующих элементов (алмазных зерен, электрических импульсов и т. д.), их распределение по поверхности, последовательность изменения, влияние на профиль обработанной поверхности и не дают полного представления об образовании микропрофиля этой поверхности.

На основании результатов предварительного исследования процесса алмазного хонингования можно предположить о существовании функциональных связей рабочей поверхности алмазных брусков, их характеристики и основных технологических параметров хонингования, оказывающих влияние па параметры шероховатости обработанной поверхности.

В известных работах Ю. К. Новоселова, С. А. Попова и других рассмотрены характеристики рабочей поверхности абразивного инструмента: высота вы-ступания алмазных зерен над уровнем связки, средневероятностное расстояние между алмазными зернами, числом режущих граней на единицу длины зерна, количеством абразивных зерен, участвующих в резании. Однако все эти исследования посвящены процессу шлифования и не могут быть в полной мере применимы к процессу алмазного хонингования. Как правило, эти описания рабочей поверхносга абразивных инструментов отражают в основном взаимодействие отдельного зерна с обрабатываемой поверхностью, без полного учета формы режущих элементов поверхности инструмента.

Разработка реальной математической модели осуществлялась соответственно следующему пошаговому подходу:

1. Построение элементарного режущего профиля инструмента.

2. Имитация процесса алмазного хонингования, т. е. моделирования последовательного снятия припуска заготовки элементарным режущим профилем инструмента.

3. Расчет параметров шероховатости согласно ГОСТ 25142-82 по полученной профилограмме обработанной поверхности.

Решение, полученное на основе аналитического метода, разработанного И. М. Соболем и Ю. Д. Левитаном, позволяет при построении элементарных режущих профилей алмазных брусков определить распределение зерен как в объеме, так и по поверхности бруска. Суть его заключается в зондировании многомерного пространства точками равномерно распределенной последовательности ЛПХ. Последовательность точек Q0, Qh ... Qh принадлежащих единичному n-мерному кубу 1С, содержащая двоичные участки множества членов Q, с номерами i, представляет собой сетку Пх (рис. 1).

Декартовые координаты точки Q, Следовательно, плот-

ность распределения зерен по поверхности бруска имеет вид [9]:

Для моделирования достаточно рассмотреть одну из граней многомерного единичного куба и смасштабировать ее стороны до размеров искомого единич-

(1)

Рис. 1. Плотность распределения зерен бруска по методу ЛП-Поиск: а — в формате 2£>;

б — в формате 3£>

ного режущего профиля. В результате получим набор координат вершин зерен, равномерно распределенных по поверхности бруска (см. рис. 1).

Число алмазных зерен на единицу площади рабочей поверхности бруска определится:

12 Кс

* =-г, (2)

к-х

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

При определении размеров зерен принята сфера диаметром 2). Зернистость порошка определяется по размеру зерен его основной фракции. Наличие в порошке более крупных и мелких фракций ограничивается определенными нормами. Распределение размеров зерен алмазного порошка подчиняется закону нормального распределения. Проведя соответствующие расчеты, используя программный продукт МсиИСск!, получаем зависимости параметров распределения размеров зерен от зернистости порошка: О^ = 0,85х — средний диаметр зерна; ст2 = 0,137* — средне-квадратичное отклонение.

Используя полученные зависимости параметров распределения размеров зерен и генератор нормально-распределенных случайных чисел, можно определить размер каждого единичного алмазного зерна.

Окончательно плотность распределения зерен по поверхности бруска определится:

* , (3)

где с—дисперсия; Яср — средняя высота зерен над уровнем связки; Н— высота зерна.

Для различных зернистостей алмазных брусков средняя высота зерен над уровнем связки Н^ и значения дисперсии а приведены в табл. 1.

Таблица 1

Средняя высота зерен над уровнем связки и значение дисперсии

Зернистость брусков #ср, МХМ а

80/63 5,9 4,69

125/100 7,9 12,04

315/250 14,5 37,01

Проведя регрессионный анализ данных табл. 1, получим линейные зависимости параметров распределения высоты выступания зерна над уровнем связки от радиуса сферы Я, имитирующей зерно. Высота выступания зерна над уровнем связки в зависимости от размеров зерен приведена на рис. 2, а и характеризуется зависимостью Яф = 0,201Л - 5,628.

Зависимость дисперсии от размеров зерен приведена на рис. 2, б и характеризуется зависимостью а = 0,053К + 3,181.

Полученные данные о рабочей поверхности инструмента позволили построить элементарный режущий профиль бруска. По известным координатам вершины зерна и его радиусу просчитываются координаты образующей профиля. Шаг дискреты при этом составляет 0,001 мм. Все полученные таким образом профили зерен накладываются друг на друга, образуя при этом непрерывную линию режущего профиля бруска (см. рис. 3, а).

Моделирование последовательности снятия припуска заготовки элементарными режущими профилями бруска заключается в наложении и последующем

#™мкм 20 т

15

10

\**Аш1роксимированная прямая_

0 50 100 150 200 250 300 Размер зерен, мкм

мкм 50

40 30 20 10

Аппроксимированная прямая_

0 50 100 150 200 250 300 Размер зерен, мкм

б

Рис. 2. Высота выступания зерен над уровнем связки в зависимости от зернистости (а) и дисперсия (б)

С; Моделирование хонинга

Поверхность бруска

, Параметры бруска •

Ширина бруска,нм |3 Длина бруска, т 7

Обработанная поверхность

, Г^юфилогреима бруска- . Обработка детали •. , Параметры шероховатости поверхности

. Положение сечения, мм

! ЕГЭ

Зернистость ¡63/50 Концентрация, %[ш0 !

Ш1ЩШИШ1Н1ЩШ1ННИ

Рис. 3. Внешний интерфейс программы

вычитании координат профиля бруска из координат профиля заготовки. Профиль шероховатости реальной обработанной поверхности является случайным и стационарным. Для обеспечения этого условия координаты режущего профиля бруска при каждом последующем цикле получают смещение на случайную величину в направлении оси детали. По завершении процесса получается профиль поверхности обработанной заготовки (рис. 3, б), который принимается за профилограмму обработанной поверхности.

В результате обработки полученной профилограммы определяются параметры шероховатости обработанной поверхности в соответствии с требованиями ГОСТ 25142-82. Положение средней линии профиля определяем как непрерывную прямую на базовой длине, и расчет ее положения осуществляем по методу наименьших квадратов.

Далее производим пересчет координат профиля относительно средней линии профиля и получаем набор значений отклонений профиля у¡. Расчет параметров Яа, 5/и, Итах, О и ф производим на базовой длине.

Полученный алгоритм математической модели позволяет получить профиль обработанной поверхности детали и определить параметры шероховатости обработанной поверхности при алмазном хонинговании отверстий.

В результате проведенных исследований получена функциональная связь параметров шероховатости обработанной поверхности с параметрами рабочей

поверхности алмазных брусков, их характеристики и основных параметров режима хонингования.

Решение для определения интенсивности изнашивания, получено на основе использования аналитического метода разработанного И. В. Крагельским, имеет вид:

аЬг^Яж

т], мкм (4)

{у + \)-ти1

где: а — коэффициент, учитывающий отличие площади сечения выступов на уровне е от величины фактической площади контакта, для сферической модели а = 0,5 — упругий контакт, а ~ 1 — пластический; п — число циклов воздействия, которое приводит к разрушению объема материала Уъ, вовлеченного в контактную деформацию; <1 — средний диаметр пятна контакта; Ь,у — параметры степенной аппроксимации; г] — отношение контурной площади контакта к номинальной, являющейся в том числе функцией упругой постоянной материала:

где р. — коэффициент Пуассона; Е—модуль Юнга, МПа.

Функцию распределения ординат относительной опорной кривой профиля ¡р = можно вычислить, если ее начальный участок представить через степенную функцию 1р = Ь £у, где в —расстояние секущей плоскости от линии выступов профиля, определяющееся как: е = —-—, где р — уровень сечения

Я шах

профиля.

Ниже приведены результаты математического моделирования для определения радиуса г микронеровности. В связи с тем, что форма неровностей принята сферической, для определении основных параметров использовались математические зависимости для кругового сегмента (рис. 4).

Задавшись параметрами йпт и средним шагом неровностей можно определить радиус г кругового сегмента,

г2 = (г-Я шах)2 +(^)2или г = •в"44*-. (5)

шах

Разработанное программное обеспечение позволяет определить интенсивность изнашивания в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала, параметров шероховатости и Б„, а также относительную опорную длину профиля гр = Ъгу (параметры Ь и v).

В третьей главе описаны методики проведения экспериментов для проверки адекватности математических моделей прогнозирования параметров шероховатости обработанной поверхности и износа азотированной поверхности. Описываются объекты исследований — цилиндры СШН из стали 38Х2МЮА.

Приведены методики определения производительности операции хонин-гования цилиндров СШН, шероховатости обработанной поверхности и износа поверхности цилиндров.

Измерение шероховатости поверхности цилиндров производилось на профилометре 170623 производства ОАО «Калибр».

Экспериментальные исследования проводились на образцах из стали 38Х2МЮА, НВ 207-220, диаметром 57 мм и длиной 130 мм. Исходная шероховатость Яа = 1,3 мкм и с отклонением геометрической формы по 6-й степени точности. Исследования проводились на базовых режимах резания: скорость вращательного движения хонишго-вальной головки 28,6 м/мин, скорость поступательного движения 14 м/мин при постоянном давлении брусков 0,8 МПа.

В качестве СОЖ использовалась жидкость ОСМ-1, разработанная Пермским заводом смазок и СОЖ.

В четвертой главе описывается технологическая оснастка для проведения экспериментов: хонинговальная головка, алмазные хонинговальные бруски, приспособления, установка и оснастка для проведения исследований износостойкости, измерительный стенд для проведения экспериментов.

Экспериментальные исследования процесса алмазного хонингования цилиндров СШН проводились на вертикально-хонинговальном станке ЗК833 с гидравлическим приводом разжима хонинговальных брусков. Для проведения экспериментов была спроектирована и изготовлена специальная хонинговальная головка диаметром 57 мм с числом брусков 4 с шарнирным соединением головки со шпинделем станка, отличающаяся меньшим углом конуса и технологичностью конструкции.

Использовались алмазные бруски из алмазов АС4 зернистостью 100/80; 80/63; 63/50; 50/40; АСМ28/20 и 20/14 с концентрацией алмазов 100 %. Алмазные бруски были на связках М2-01 и ВЗ-07.

Закрепление образцов производилось в специальном приспособлении, жестко установленном на столе станка.

Для исследования влияния исходной шероховатости азотированной поверхности на ее износостойкость была разработана установка, которая позволяет производить испытания, имитирующие работу трубных глубинных насосов.

В пятой главе приведены результаты экспериментального исследования влияния условий алмазного хонингования на шероховатость обработанной поверхности и износостойкость азотированных поверхностей. Рассмотрено влияние технологических параметров процесса алмазного хонингования (характеристика алмазных брусков, режимы резания и др.) на показатели процесса: производительность, расход алмазов и параметры шероховатости, связанные

с высотными свойствами неровностей, со свойствами неровностей в направлении длины профиля и формой неровностей профиля при обработке азотированной стали 38Х2МЮА. Также проведены исследования износостойкости азотированных поверхностей в зависимости от исходных параметров шероховатости отверстий цилиндров, подготовленных под азотирование.

Проведенные исследования показали, что высотные параметры шероховатости обработанной поверхности существенно зависят от зернистости брусков (рис. 5). Концентрация алмазов, угол сетки хонингования и время оказывают незначительное влияние на шероховатость только в первоначальный период хонингования.

Дшх,

мкм МКМ мкм

и 1,2

14

1 12 1

0,8 10 0,8

0,6 8 0,6

6

0,4 0,4

4

0,2 2 0,2

0 0 0

50/40

63/50

Зернистость

80/63

100/50

Рис. 5. Зависимость высотных параметров шероховатости от зернистости алмазных брусков

При дальнейшем хонинговании устанавливается однородный рельеф поверхности, характерный для данной зернистости и формируется установившийся микропрофиль.

Влияние зернистости алмазных брусков на параметры шероховатости, связанные со свойствами неровностей в направлении длины профиля представлено на рис. 6. Увеличение зернистости алмазных зёрен и угла сетки хонингования приводит к возрастанию среднего шага неровностей профиля 5Ш и уменьшению плотности выступов профиля Э. Уменьшение плотности выступов объяснятся увеличением среднего шага неровностей профиля, который измеряется в пределах базовой длины, а плотность выступов определяется числом выступов профиля на единицу длины: О = И8т, следовательно, чем больше Ят, тем меньше В. Средняя длина волны профиля Ха с увеличением зернистости незначительно возрастает.

Результаты экспериментальных исследований изменения относительной опорной длины профиля в зависимости от зернистости, концентрации, угла сетки и времени хонингования показали, что эти параметры не оказывают сущест-

А 1/см мкм мкм

300 60

250 100 50

200 80 40

150 60 30

100 40 20

50 20 10

0 0 0

О/''

К \ 5т

50/40

63/50 Зернистость

80/63

100/80

Рис. 6. Зависимость параметров шероховатости, связанных со свойствами неровностей в направлении длины профиля, от зернистости алмазных брусков

о4

■вО &

*

г

Г

/ 4 * Й

/

7

г /| \

! \5С %

1

•

/ / ч^ %

ъ г

7

• и / Vй

(1

✓

V

Г'

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Уровень сечения

Рис. 7. Зависимость относительной опорной длины профиля от концентрации алмазов при различных уровнях сечения

венного влияния на изменение 1р. В качестве примера приведен график (рис. 7) зависимости р от концентрации алмазов при различных уровнях сечения.

Анализ опорных кривых хонингованных поверхностей жесткими алмазными брусками показывает, что технологические условия процесса хонингования практически не оказывают влияния на опорную длину профиля. Поверхности цилиндров, обработанные жесткими алмазными брусками, имеют малую несущую способность, обусловленную небольшой величиной относительной опорной длины профиля (5... 10 % на относительной высоте сечения 30...35 %), (см. рис. 7).

Значения параметров шероховатости На и Птах, полученные в результате хонингования брусками на металлической и эластичной связке, а также обработанных по технологии ПКНМ, представлены на рис. 8. Анализ диаграмм показывает, что бруски на эластичных связках обеспечивают наименьшую шероховатость обработанной поверхности.

мкм 1,6/1 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,1 0,2 0

Ла

ПКНМ мс эл

мкм

1711

10

Ятах

71Щ

ПКНМ мс эл

Рис. 8. Диаграммы параметров шероховатости Яа и Ктах для поверхности цилиндра, обработанного по технологии ПКНМ и образцов, обработанных брусками на металлической

(мс) и эластичной связке (эл)

^ Программа проФипометра 107622 (версия 3.1). Файл: СЛ623\ш13.083.622 г

3.790 мкм Трасса 1 из 1 (отсечек 4362, шаг 1.000 мкм! (8,003 мкм) ""

тт

Плотность по

^оз; . 35.21% да; ж 1«в

0.0 0.02300 мм' 4.351мм [4.322мм] 0.02* !_(длинаоценки),? 4.361 мм 11:26:; V 7.82Й

^Программа проФипометра 107Б22 (версия 3.1]. Файл: С:Лб23\шМ. 121.622

0 2364мкм Трасса 1 из 1 (отсечек 4352, шаг 1.000 мкм) [1.714 >*м( " 1

14.12.2007 1 3:41_Плотность по 102^

-1.4773 мем (0.0)

¿МаИл! < I

0.0 '0.029Шкт 4.332мм (4.303мм) ООО" 1. (опина оценки] >• 4.351 мм 0.2«

Рис. 9. Профияограммы поверхности цилиндров: а — хонингованных брусками на металлической связке; б — хонингованных брусками на эластичной связке

100г 90 80 70

-.60 &

. 50 ■ I 40 :

130: 20 ■ 10 | 0 -10

10 20 30 40 ¡0 60 70 80 90 100 Уровень ссчснм, %

ЮОг 90 ; 80 : 70 : *.бо :

I 40 -

I зо -

т

20 -10 -О : -юС

10 20 30 40 50 (0 70 80 90 100

Уровень сеяеши, %

100 90 80 70

? 50 I 40-

I30' 20'

10-

О'

-10-

Я

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Уровень слеши, %

Рис. 10. Относительная опорная длина профиля поверхности цилиндров, обработанных: а — по технологии предприятия ПКНМ; б—жесткими брусками на металлической связке;

в — эластичными брусками

мкм 9

1

% 1

$

с

ПКНМ мс

эл

Птах

На рисунке 9 приведены профи-лограммы поверхностей после хонин-гования брусками на металлической и эластичной связках.

На рис. 10 показано изменение величины относительной опорной длины профиля поверхности цилиндров, обработанных брусками на металлической, эластичной связке и по технологии ПКНМ (рис. 10, кривая 1) в процессе изнашивания их поверхностей в паре цилиндр — плунжер (рис. 10, кривая 2). Хонингование эластичными брусками позволяет технологически обеспечивать величину относительной опорной длины профиля 95... 97% при уровне сечения 30.. .40 %, что значительно больше величины относительной опорной длины профиля поверхности после хо-нингования брусками на металлической связке при том же уровне

сечения. Как видно из приведённых зависимостей, такая поверхность практически не изменяется после проведённых экспериментов по определению износа азотированной поверхности цилиндров.

Большие значения относительной опорной длины профиля в сочетании с малой величиной шероховатости после хонингования эластичными брусками предопределяют в конечном итоге значительно меньший износ поверхности пары цилиндр — плунжер (рис. 11).

Проведенные натурные исследования подтвердили адекватность предложенной математической модели прогнозирования параметров шероховатости хонингуемых отверстий, подготовленных под азотирование, эксперименталь-

Рис. 11. Диаграммы величины износа поверхности цилиндров, обработанных по технологии ПКНМ и образцов, обработанных брусками на металлической (мс) и эластичной связке (эл)

ееткган КЫ«-}—

-1-

í

-1-

гг1

+

4-

4-

О 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 — 50/40 63/50 80/63 -о-100/80

Рис. 12. Графики изменения относительной опорной поверхности профиля в зависимости от зернистости алмазов

I

экспериментальный, мкм

8,06,04,0 2,00-

/*

3.50Е-06 3.0ОЕ-О6 2.50Е-06 2.00Е-06 1.50Е-06 1.00Е-06 5.00Е-07 0.00Е-07

1

X4

1,0 3,0 5,0

7,0 9,0 11,0 13,0 Шероховатость Лтах, мкм

Рис. 13. Графики интенсивности износа в зависимости от параметров шероховатости: / — рассчитанные по модели; 2 — экспериментальные

ным данным. Максимальное расхождение между расчетными и экспериментальными данными зависимости параметров шероховатости Иа, Бт и Б от зернистости и концентрации составляет соответственно 5,1%; 11,7%; 6,2% и 3,3%; 0,3% и 0,2%.

В качестве примера на рис. 12 представлен график расчетных и экспериментальных значений относительной опорной длины профиля при различных уровнях сечения профиля в зависимости от зернистости. Максимальное расхождение между расчетными и экспериментальными данными относительной опорной длины профиля гр не превышает 13 %.

Графики интенсивности износа в зависимости от параметров шероховатости, рассчитанные по математической модели (кривая 1, рис. 13) и полученные по результатам экспериментов (кривая 2, рис. 13) позволяют сделать вывод об адекватности математической модели износа азотированных поверхностей.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что цилиндры, изготовлешше по существующей технологам ЗАО «ПКНМ», в процессе эксплуатации не гарантируют сохранение первоначальной группы посадок (табл. 2).

Таблица 2

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

Группа посадки Минимальный зазор, мм Максимальный зазор, мм

1 0,025 0,088

2 0,050 0,113

3 0,075 0,138

4 0,1 0,163

5 0,125 0,188

Вследствие достаточно большого диаметрального износа пары цилиндр — плунжер, величина которого, в соответствии с рисунком 11, составляет 16,4 мкм, появляется вероятность изменения группы посадки в процессе эксплуатации, особенно в тех случаях, когда величина первоначального зазора находится вблизи максимально допустимого зазора соответствующей группы.

Хонингование эластичными брусками обеспечивает величину диаметрального износа пары цилиндр —■ плунжер в пределах 3,5 мкм, что позволяет при эксплуатации СШН практически во всех случаях сохранять первоначальную группу посадки.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В результате выполненного комплекса исследований осуществлено теоретическое и практическое решение актуальной проблемы технологического обеспечения износостойкого микропрофиля поверхности цилиндров СШН алмазным хонингованием.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Разработана математическая модель и программное обеспечение прогнозирования формирования шероховатости обработанной поверхности при алмазном хонинговании. На основе данных о рабочей поверхности хонинговальных брусков построены элементарные режущие профили по известным координатам вершин зёрен и их радиусам. Определены координаты образующей профиля поверхности инструмента и проведено моделирование процесса образования мик-ропрофидя обработанной поверхности. Разработанная математическая модель учитывает основные параметры характеристики алмазных брусков и позволяет прогнозировать формирование как высотных параметров шероховатости, так и параметров, связанных со свойствами неровностей в направлении длины профиля, а также опорных кривых моделируемых поверхностей.

2. Разработана математическая модель и программное обеспечение зависимости величины интенсивности износа в зависимости от физико-механических свойств, параметров шероховатости поверхностей трения и вида контакта. Модель позволяет производить построение, в том числе, относительных опорных кривых моделируемых поверхностей. Программное обеспечение позволяет прогнозировать величину износа пары цилиндр — плунжер СШН в зависимости от вида контакта, параметров шероховатости поверхности цилиндра Дтах и 5т, а также относительную опорную длину профиля Iр.

3. Проведённые экспериментальные исследования процесса алмазного хо-нингования цилиндров брусками на металлической связке показали, что наибольшее влияние на формирование шероховатости оказывает зернистость алмазных брусков. Концентрация алмазов, угол сетки хонингования и время оказывают незначительное влияние на шероховатость только в первоначальный период хонин-гования. При дальнейшем хонинговании устанавливается однородный рельеф поверхности, характерный для данной зернистости и формируется установившийся микропрофиль. Показано, что хонингование брусками на металлической связке не позволяет обеспечить достаточно малые значения высотных параметров шероховатости и достаточно большие значения величин относительной опорной длины профиля. Поверхности цилиндров, обработанные алмазными брусками на металлической связке и полуэластичными брусками, имеют малую несущую способность, обусловленную небольшой величиной относительной опорной длины профиля, которая соответственно составляет 5...10% на относительной высоте сечения 30...35 % и 6...30 % при уровне сечения 30...40 %. Такая поверхность цилиндров приводит к достаточно большому диаметральному износу пары цилиндр — плунжер, величина которого может достигать 16,4 мкм, поэтому появляется вероятность изменения группы посадки в процессе эксплуатации СШН, особенно в тех случаях, когда величина первоначального зазора находится вблизи максимально допустимого зазора соответствующей группы.

4. Экспериментально установлено, что при хонинговании эластичными брусками обеспечивается величина относительной опорной длины профиля 95...97% при уровне сечения 30...40%. Большие значения относительной опорной длины профиля в сочетании с малой величиной шероховатости 11а - 0,06 мкм, обеспечиваемые при хонинговании эластичными брусками, предопределяют в конечном итоге значительно меньший износ поверхности пары

цилиндр—плунжер СШН. Хонингование эластичными брусками обеспечивает величину диаметрального износа пары цилиндр — плунжер в пределах до 4мкм, что позволяет при эксплуатации СШН практически во всех случаях сохранять первоначальную группу посадки.

5. Разработанные методики и спроектированная технологическая оснастка для исследования процесса алмазного хонингования позволили с достаточной точностью и достоверностью определить шероховатость обработанной поверхности, связанную с высотными свойствами неровностей профиля (Ra, Rmax, Rq), со свойствами неровностей в направлении длины профиля (Sm, Xa, D) и относительную опорную длину профиля tp, а также исследовать влияние микропрофиля исходной поверхности цилиндров после хонинговшшя на износостойкость пары азотированный цилиндр — плунжер.

6. Проведенная проверка подтвердила удовлетворительную сходимость результатов расчётов по математическим моделям с экспериментом, а, следовательно, адекватность математических моделей. Расхождение между расчетными и экспериментальными данными параметров шероховатости находится в пределах 0,2... 11,7 %. Максимальное расхождение для относительной опорной длины профиля tp не превышает 13 %, Разработанная математическая модель для прогнозирования параметров шероховатости хонингуемой поверхности вполне применима для практического использования.

7. Практическая реализация результатов исследований осуществлена при разработке и внедрении технологической операции алмазного хонингования на ЗАО «ПКНМ» при изготовлении цилиндров СШН. Существующая технология алмазного хонингования цилиндров СШН на ЗАО «Пермская компания нефтяного машиностроения» включает операцию хонингования поверхности цилиндров алмазными брусками на металлической связке АС4 100/80 100 М2-01 и вторую операцию брусками зернистостью АС4 63/50 100 М2-01, что позволяет получать шероховатость хонингованной поверхности Ra в пределах 1,0... 1,2 мкм с достаточно малой опорной поверхностью. Для технологического обеспечения оптимального микрорельефа поверхности необходимо проводить предварительную операцию хонингования поверхности цилиндров алмазными брусками характеристикой АС4100/80 100М2-01 и окончательное хонингование эластичными брусками характеристикой АСМ 28/20100 ВЗ-07, что позволяет обеспечивать шероховатость хонингованной поверхности Ra до 0,2 мкм с достаточно большой опорной поверхностью.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1.Иванов A.B. Повышение эффективности ремонта высококремнистых алюминиевых блоков цилиндров / Сб. VII международной практической конференции-выставки.— Санкт Петербург, 2005.— С. 630-636.

2. Иванов А. В. Исследование применимости средств технического контроля для выполнения определённых измерительных задач / Сб. науч. тр. «Проектирова-

ние, производство и эксплуатация машин и механизмов для горнодобывающей промышленности»,— Пермь.: Западно-Уральский машиностроительный концерн. Выпуск 2,— 2006 — С. 107-116

3. Иванов А. В. Особенности выявления специфических требований потребителей в нефтегазодобывающей отрасли / Сб. Всероссийской научно-практической конф. «Проблемы менеджмента качества в современной России».— Саранск. 2006,—С. 38-41.

4. Иванов В. А., Иванов А. В. Исследование тепловой напряжённости и напряжённо-деформированного состояния при алмазно-абразивной обработке заготовок с покрытиями / Сб. науч. тр. «Современные организационные, технологические и конструкторские методы управления качеством».— Пермь.: Изд-во ПГТУ. 2006,—С. 18-24.

5. Иванов В. А., Иванов А. В. Система менеджмента качества, ориентированная на процессы (по материалам немецких изданий по проблемам качества) / Сб. науч. тр. «Современные организационные, технологические и конструкторские методы управления качеством».— Пермь.: Изд-во ПГТУ. 2006.— С. 280-301.

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

7. Беломытцев О. М., Перевозников В. К., Иванов А. В., Долинин А. А. Исследование износостойкости азотированного слоя цилиндров скважинных штанговых насосов на машине трения / Вестник ИжГТУ.— Ижевск.: научно-теоретический журнал Ижевского гос. техн. у-та.— 2008. № 2 (38).— С. 3-6.

8. Капитонов А. П., Багжус Н. В., Иванов А. В. Работа с поставщиками на основе заключения соглашения о качестве / Сб. тр. межрегиональной научно-практической конф.— Пермь/. Изд-во TQM — Пермский край, 2005.— С. 124-129.

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

10. Перевозников В. К., Иванов А. В., Хлопин П. А., Нуштаев С. П. Исследование влияния технологических условий процесса алмазного хонингования на параметры шероховатости поверхности / Сб. науч. тр. межд. научно-техн. конф. «Прогрессивные технологические процессы в машиностроении». Изд-во Перм. гос. техн. ун-т,— Пермь, 2007.— С. 210-215.

Иванов Александр Владимирович

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОГО МИКРОПРОФИЛЯ ПОВЕРХНОСТИ ЦИЛИНДРОВ СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСОВ АЛМАЗНЫМ ХОНИНГОВАНИЕМ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

_Изд. лиц. ЛР № 020370_

Подписано в печать 18.03.2009. Формат 90 х 60/16. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 638/2009.

Издательский дом «Пресстайм». Адрес: 614025, г. Пермь, ул. Героев Хасана, 105.

ВВЕДЕНИЕ.

ТЕРМИНОЛОГИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА АЛМАЗНОГО ХОНИНГОВАНИЯ И НАПРАВЛЕНИЙ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ АЗОТИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

1.1 .Особенности процесса алмазного хонингования

1.2. Анализ влияния элементов режима резания и характеристики брусков на основные показатели процесса алмазного хонингования хромоалю-миниевых сталей

1.3. Анализ современного состояния методов мониторинга и прогноза зависимости параметров шероховатости от условий хонингования.

1.4. Методы повышения износостойкости цилиндров СШН

1.5. Выводы и постановка цели и задач исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ПРИ АЛМАЗНОМ ХОНИНГОВАНИИ,ОТВЕРСТИЙ И ИЗНОСА АЗОТИРОВАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ

2.1. Анализ и особенности применения методов математического моделирования^процесса хонингования

2.2. Разработка математической модели прогнозирования параметров шероховатости хонингуемой поверхности

2.2.1. Математическое моделирование рабочей поверхности инструмента элементарными режущими профилями

2.2.2. Математическое моделирование процесса хонингования детали алмазным бруском

2.3. Разработка математической модели износа азотированной поверхности

2.3.1. Анализ и особенности применения методов математического моделирования износа азотированной поверхности

2.3.2. Разработка математической модели износа азотированной поверхности ВЫВОДЫ

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

3.1. Общие методики экспериментального исследования процесса алмазного хонингования цилиндров СШН

3.1.1. Образцы для проведения исследований, оборудование и оснастка

3.1.2. Хонинговальные бруски

3.1.3. Смазочно-охлаждающая жидкость

3.1.4. Базовые параметры режима резания

3.2. Частные методики экспериментального исследования процесса алмазного хонингования цилиндров СШН

3.2.1. Методика исследования стойкости алмазных брусков

3.2.2. Методики определения производительности процесса хонингования и шероховатости обработанной поверхности

3.3. Методики экспериментального исследования износа пары цилиндр - плунжер СШН

3.3.1. Образцы для проведения исследований, оборудование и оснастка

3.3.2. Измерение износа поверхности цилиндра

ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

4.1. Хонинговальная головка.

4.2. Хонинговальные бруски.

4.3. Приспособление для закрепления образцов.

4.4. Установка для проведения исследований износостойкости.

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ АЛМАЗНОГО ХОНИНГОВАНИЯ НА ШЕРОХОВАТОСТЬ ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ

АЗОТИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

5.1. Исследование влияния технологических условий хонингования на показатели процесса.

5.1.1. Влияние технологических условий хонингования на съем металла

5.1.2. Влияние технологических условии хонингования на высотные параметры шероховатости

5.1.3. Влияние технологических условий хонингования на параметры шероховатости, связанные со свойствами неровностей в направлении длины профиля.

5.1.4. Влияние технологических условий хонингования на параметры шероховатости, связанные с формой неровностей профиля.

5.2. Исследование процесса хонингования эластичными и полуэластичными алмазными брусками.

5.2.1. Исследование процесса хонингования эластичными алмазными брусками».

5.2.2. Исследование процесса хонингования полуэластичными алмазными брусками.

5.3. Исследование влияния параметров исходной шероховатости на износостойкость азотированных поверхностей цилиндров.

5.4. Исследование математической модели прогнозирования параметров шероховатости хонингуемых отверстия, подготовленных под азотирование

5.5. Исследование математической модели износа азотированных поверхностей

5.6. Технологическая эффективность реализации результатов исследований в производстве

ВЫВОДЫ.

В нефтяной промышленности для глубинной добычи нефти широко применяются скважинные штанговые насосы (СШН). От надежности этих насосов в значительной степени зависит экономическая эффективность нефтедобывающих предприятий. Поэтому повышение надежности скважинных штанговых насосов является актуальной задачей для снижения себестоимости добываемой нефти.

Средняя наработка на отказ отечественных скважинных штанговых насосов в последние годы'Значительно возросла и составляет порядка 300 - 400 суток работы. Однако средняя наработка на отказ у зарубежных штанговых насосов превышает 700 суток

Причинами отказов скважинного оборудования, по данным ведущих нефтедобывающих предприятий, являются внешние по отношению к насосам причины: обрыв штанг, штоков и насосно — компрессорных труб, а-также отказы собственно насосов. Последние составляют около 30% от общего числа отказов, причём в 72% происходит запарафинивание клапанов, а в 18% - износ плунжерной пары. Стоимость изготовления и ремонта клапанной пары несопоставимо'мала в сравнении с изготовлением и ремонтом пары цилиндр -плунжер. Поэтому выбор технологии изготовления и упрочнения именно этих деталей насоса во многом определяет эксплуатационные свойства и стоимость насоса в целом. Одним из наиболее эффективных способов повышения износостойкости пары цилиндр — плунжер является формирование высококачественных поверхностных слоев этой пары.

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

Технологический процесс изготовления цилиндра включает в себя правку,' расточку, предварительное хонингование, чистовое хонингование и азотирование. В значительной степени износостойкость азотированного слоя определяется величиной исходной шероховатости поверхности, подготовленной под азотирование, а также формой микрорельефа обработанной поверхности. Последней операцией перед азотированием является чистовое хонингование, поэтому представляется актуальным создание теоретических предпосылок для комплексного прогнозирования формирования параметров шероховатости поверхности цилиндра на этапе окончательной операции (алмазного хонингования) перед азотированием, обеспечивающих износостойкий микропрофиль поверхности цилиндра.

Благодаря работам известных ученых Бабичева А.П., Герасимова С.А., Ку-доярова Р.Г., Куликова СМ.,. Левина Б.Г., Маталина А.А.,.Новоселова Ю.К., Серебренника Ю.Б., Фрагина И.Е. и других созданы научные основы процесса хонингования размерного алмазного хонингования жесткими брусками на металлических и органических связках, изучены вопросы точности и качества поверхности деталей машин.

Проведенный анализ работ показал, что все известные теоретические работы в области мониторинга и прогноза зависимости параметров шероховатости от условий хонингования ограничиваются рассмотрением вопросов формирования высотных свойств неровностей микропрофиля (Ra, Rmax, Rq). В то же время отсутствуют методики прогнозирования свойств неровностей в направлении длины профиля (jSm, A.a, D), а также относительной опорной длины профиля tp.

Созданию научных основ процесса трения и износостойкости пар трения посвящены работы ученых Крагельского И.В., Рыжова Э.В., Сухова С.А., Фе-дорченко И.М., Шнайдера Ю.Г. и других. В этих работах показаны широкие возможности алмазно-абразивной обработки при создании повышенной несущей поверхности деталей. Однако это не позволяет прогнозировать износостойкость азотированных поверхностей в зависимости от исходных параметров шероховатости поверхности цилиндров, подготовленных под азотирование хо-нингованием. Прежде всего, это связано с использованием базовой технологии операции хонингования, ограничено из-за недостаточной изученности механизма образования микропрофиля обработанной поверхности, отсутствия соответствующих математических моделей и программного обеспечения. Поэтому, решение вопросов прогнозирования параметров шероховатости поверхности деталей в процессе алмазного хонингования под азотирование с целью повышения их износостойкости является весьма актуальной научно-технической проблемой.

Потребность нефтяного машиностроения в обеспечении износостойкости и работоспособности СШН с одной стороны и недостаточная изученность влияния условий процесса хонингования на шероховатость обработанной поверхности и износостойкость азотированных поверхностей с другой стороны предопределили необходимость выполнения данной работы. Основная цель которой

- обеспечение износостойкого микропрофиля азотированных поверхностей на основе направленного улучшения исходной шероховатости хонингуемых отверстий, подготовленных под азотирование.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- произведено математическое моделирование рабочей поверхности хонинго-вального бруска на основе метода поиска оптимального решения в задачах со многими критериями с учётом нормального закона распределения размеров зёрен и разработана математическая модель прогнозирования формирования шероховатости хонингуемой поверхности элементарными режущими профилями;

- разработана математическая модель и программное обеспечение интенсивности износа пары цилиндр - плунжер СШН, позволяющая прогнозировать величину износа в зависимости от физико-механических свойств материала цилиндра, вида контакта, параметров шероховатости поверхности цилиндра Rmax и Sm, а также относительной опорной длины профиля tp;

- экспериментально показано, что хонингование брусками на металлической связке не позволяет получать износостойкий микропрофиль обработанной» поверхности, а только хонингование эластичными брусками обеспечивает малые значения высотных параметров шероховатости и достаточно большие значения величин относительной опорной длины профиля. Это предопределяет в конечном итоге значительно меньший износ поверхности пары цилиндр - плунжер СШН;

- доказано, что величина износа пары цилиндр - плунжер зависит не только от высотных параметров шероховатости поверхностей цилиндров, подготовленных хонингование под азотирование, а также в.значительной степени от параметров, связанных со свойствами неровностей в направлении длины- профиля и величины относительной опорной длины профиля.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- разработана технология алмазного хонингования цилиндров насосов, изготовленных из стали 38Х2МЮА, в том числе, произведён подбор характеристик алмазных брусков по виду связки, параметров режима хонингования, а также их сочетания, обеспечивающие получение износостойкого микропрофиля азотированной поверхности цилиндров;

- разработанная технология алмазного хонингования эластичными брусками цилиндров под азотирование позволяет сохранять первоначальную группу посадки для пары цилиндр - плунжер при длительной эксплуатации СШН;

- разработана специальная хонинговальная головка, отличающаяся меньшим углом конуса и технологичностью конструкции;

- создана установка, имитирующая работу СШН и позволяющая проводить испытания износа пары цилиндр - плунжер в условиях, имитирующих работу этой пары в скважине.

Основные положения диссертации докладывались в 2006. 2008 г.г. на научно-технических конференциях и семинарах. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 2 статьи в изданиях по списку ВАК.

ТЕРМИНОЛОГИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

V{ - скорость вращения хонинговальной головки, м/мин; г, - чистота вращения хонинговальной головки, об/мин;

V2 - скорость возвратно-поступательного движения хонинговальной головки, м/мин; п2 - число двойных ходов хонинговальной головки, дв. ходов/мин; d0 - диаметр обрабатываемого отверстия, мм; 10 - длина обрабатываемого отверстия, мм; ширина хонинговального бруска, мм; /б - длина хонинговального бруска, мм; /гбр - высота хонинговального бруска, мм; z - число брусков в хонинговальной головке; R - радиус рабочей поверхности брусков, мм; h - толщина эластичного подслоя, мм; S - толщина жесткого алмазоносного слоя, мм;

1 пр - длина перебега хонинговальных брусков за пределы обрабатываемого отверстия в процессе хонингования, мм; Р - величина давления брусков на обрабатываемую поверхность, МПа; Sр - радиальная подача хонинговальных брусков за один двойной ход хонинговальной головки, мкм/дв.ход; а - угол скрещивания (угол подъема траекторий движения режущих зерен на обрабатываемой поверхности), град.

V2 а — arete —.

Ух

Т хон- машинное время хонингования одной заготовки, мин или сек; о

VMer- объем металла, снятый с заготовки за цикл хонингования, см ;

GMex- вес металла, снятый с заготовки за цикл хонингования, г; к - количество двойных ходов хонинговальной головки за время хонингования одной заготовки, дв.ходов/ Т хон; пр- величина снимаемого припуска металла на диаметр обрабатываемого отверстия за цикл хонингования, мкм; t - средняя толщина срезаемого слоя металла брусками за цикл хонингования; А а - средний линейный (радиальный) износ хонинговального бруска за цикл хонингования, мкм; о

Vac - объем алмазоносного слоя, изношенного за цикл хонингования, мм ;

G а - вес алмазов, израсходованных за цикл хонингования, мг; ка - удельный расход алмазов - весовое количество алмазов в мг, затраченное на снятие 1 грамма металла, мг/г; /б - суммарная рабочая поверхность комплекта брусков хонинговальной головки, см2; f6p = z-b6p-l5p.

Ra, Rz - стандартные параметры шероховатости поверхности детали, мкм; Ra исх - среднее арифметическое отклонение профиля исходной шероховатости , мкм; Ra 0g - среднее арифметическое отклонение профиля шероховатости обработанной поверхности, мкм; Rmax - наибольшая высота профиля, мкм; Sm - средний шаг неровностей профиля, мм; S - средний шаг местных выступов профиля, мм; Rq - среднее квадратичное отклонение профиля, мкм; D - плотность выступов профиля; tp - относительная опорная длина профиля, tp ——-100 %. tp исх ~ величина относительной опорной длины профиля исходной поверхности, % ; tp об - величина относительной опорной длины профиля обработанной поверхности, %; г| - опорная длина профиля, мм; - базовая длина, мм; т — средняя линия профиля; р - значения уровня сечения профиля, % ; Ха - средняя длина волны профиля, мкм; Ас - контурная площадь контакта; Аа - номинальная площадь контакта; о

0 - упругая постоянная материала, t) - —-—; А ц - коэффициент Пуассона;

Е - модуль Юнга, МПа; рс - контурное давление, МПа; ра - номинальное давление, МПа;

Rb -радиус волны, мкм;

Нв - высота волны, мкм;

От ~ предел текучести материала; d - диаметр пятна контакта; п - число циклов, приводящих к разрушению деформируемого объема; b,v~ параметры кривой опорной поверхности, tp = bsv.

Основные выводы по работе сводятся к следующему:

1. Разработана математическая модель и программное обеспечение прогнозирования формирования шероховатости обработанной поверхности при алмазном хонинговании. На основе данных о рабочей поверхности хонинговальных брусков построены элементарные режущие профили по известным координатам вершин зёрен и их радиусам. Определены координаты образующей профиля поверхности инструмента и проведено моделирование процесса образования микропрофиля обработанной поверхности. Разработанная математическая модель учитывает основные параметры характеристики алмазных брусков и позволяет прогнозировать формирование как высотных параметров шероховатости, так и параметров, связанных со свойствами неровностей в направлении длины профиля, а также опорных кривых моделируемых поверхностей.

2. Разработана математическая модель и программное обеспечение зависимости величины интенсивности износа в зависимости от физико-механических свойств, параметров шероховатости поверхностей трения и вида контакта. Для решения контактных задач деформации в процессе износа пары трения цилиндр - плунжер форма неровностей принята сферической, как наиболее простая и обеспечивающая наиболее близкие результаты к экспериментальным данным, поэтому при моделировании использовались математические зависимости для кругового сегмента.

Разработанное программное обеспечение позволяет прогнозировать величину износа пары цилиндр — плунжер СШН в зависимости от вида контакта, параметров шероховатости поверхности цилиндра Rmax и Sm, а также относительную опорную длину профиля tp.

3. Проведённые экспериментальные исследования процесса алмазного хонингования цилиндров брусками на металлической связке показали, что наибольшее влияние на формирование шероховатости оказывает зернистость алмазных брусков. Концентрация алмазов, угол сетки хонингования и время оказывают незначительное влияние на шероховатость только в первоначальный период хонингования. При дальнейшем хонинговании устанавливается однородный рельеф поверхности, характерный для данной зернистости и формируется установившийся микропрофиль. Показано, что хонингование брусками на металлической связке не позволяет обеспечить достаточно малые значения высотных параметров шероховатости и достаточно большие значения величин относительной опорной длины профиля. Поверхности цилиндров, обработанные алмазными брусками на металлической связке и полуэластичными брусками, имеют малую несущую способность, обусловленную небольшой величиной относительной опорной длины профиля, которая соответственно составляет 5. 10 % на относительной высоте сечения 30.35 % и 6.30 % при уровне сечения 30.40 %. Такая поверхность цилиндров приводит к достаточно большому диаметральному износу пары цилиндр - плунжер, величина которого может достигать 16,4 мкм, поэтому появляется вероятность изменения группы посадки в процессе эксплуатации СШН, особенно в тех случаях, когда величина первоначального зазора находится вблизи максимально допустимого зазора соответствующей группы.

4. Экспериментально установлено, что при хонинговании эластичными брусками обеспечивается величина относительной опорной длины профиля 95.97 % при уровне сечения 30.40%. Получение поверхности обработанных цилиндров с такой большой опорной поверхностью объясняется возможностью погружения алмазных зерен в эластичный слон и малой глубиной резания отдельными зернами. Большие значения относительной опорной длины профиля в сочетании с малой величиной шероховатости Ra = 0,06 мкм, обеспечиваемые при хонинговании эластичными брусками, предопределяют в конечном итоге значительно меньший износ поверхности пары цилиндр - плунжер СШН. Хонингование эластичными брусками обеспечивает величину диаметрального износа пары цилиндр - плунжер в пределах до 4 мкм, что позволяет при эксплуатации СШН практически во всех случаях сохранять первоначальную группу посадки.

5. Разработанные методики и спроектированная технологическая оснастка для исследования процесса алмазного хонингования позволили с достаточной точностью и достоверностью определить производительность операции хонингования, шероховатость обработанной поверхности, связанную с высотными свойствами неровностей (среднее арифметическое отклонение профиля Ra, наибольшая высота неровностей профиля Rmax, среднее квадратичное отклонение профиля Rq); со свойствами неровностей в направлении длины профиля (средний шаг неровностей Sm, средняя длина волны профиля А.а, плотность выступов профиля D) и с формой неровностей профиля (относительная опорная длина профиля tp), а также исследовать влияние микропрофиля исходной поверхности цилиндров после хонингования на износостойкость пары азотированный цилиндр - плунжер.

6. Проведенная проверка подтвердила удовлетворительную сходимость результатов расчётов по математическим моделям с экспериментом, а, следовательно, адекватность математических моделей. Расхождение между расчетными и экспериментальными данными параметров шероховатости находится в пределах 0,2. 11,7 %. Максимальное расхождение для относительной опорной длины профиля tp не превышает 13 % . Разработанная математическая модель для прогнозирования параметров шероховатости хонингуемой поверхности вполне применима для практического использования.

7. Практическая реализация результатов исследований осуществлена при разработке и внедрении технологической операции алмазного хонингования на ЗАО «ПКНМ» при изготовлении цилиндров СШН. Существующая технология алмазного хонингования цилиндров СШН на ЗАО «Пермская компания нефтяного машиностроения» включает операцию хонингования поверхности цилиндров алмазными брусками на металлической связке АС4 100/80 100 М2-01 и вторую операцию брусками зернистостью АС4 63/50 100 М2-01, что позволяет получать шероховатость хонингованной поверхности Ra в пределах 1,0.1,2 мкм с достаточно малой опорной поверхностью. Для технологического обеспечения оптимального микрорельефа поверхности необходимо проводить предварительную операцию хонингования поверхности цилиндров алмазными брусками характеристикой АС4 100/80 100 М2-01 и окончательное хонингование эластичными брусками характеристикой АСМ 28/20 100 ВЗ-07, что позволяет обеспечивать шероховатость хонингованной поверхности Ra до 0,2 мкм с достаточно большой опорной поверхностью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненного комплекса исследований осуществлено теоретическое и практическое решение актуальной проблемы технологического обеспечения износостойкого микропрофиля поверхности цилиндров СШН алмазным хонингованием. Теоретически и экспериментально доказана выдвинутая гипотеза, заключающаяся в том, что исходная шероховатость хонингуемых поверхностей цилиндров СШН под последующее азотирование в значительной степени влияет на износостойкость пары цилиндр - плунжер.

1. Абрамов Ф.Н., Справочник по обработке металлов резанием / Ф.Н. Абрамов, В.В. Коваленко Киев.: Техника, 1983. - 239 с.

2. Адаптивное управление технологическими процессами./Ю.М. Соломен-цев, В.Г. Митрофанов и др. М.: Машиностроение, 1980. - 536 с.

3. Акмаев O.K. Влияние элементов конструкции оснастки на исправляющую способность операции хонингования / O.K. Акмаев // Актуальные проблемы финишной обработки деталей машин абразивными и алмазными брусками. Уфа.: Изд-во УАИ, 1981.1. С. 95-97.

4. Алмазное хонингование термообработанных сталей /И.Х. Чеповецкий, Э.Д. Кизиков и др. Киев.: Наукова думка, 1988. - 136 с.

5. Бабаев С. Г. Алмазное хонингование глубоких и точных отверстий / С.Г. Бабаев, Н.К. Мамедханов, Р.Ф. Гасанов. М.: Машиностроение, 1978. -103 с.

6. Бабичев А.П. Хонингование /А.П. Бабичев. М.: Машиностроение, 1965.- 97 с.

7. Бабичев А.П. Оптимальные величины радиальной подачи абразивных брусков при хонинговании / А.П. Бабичев.- М.: СТИН. 1963. - № 10. С. 27-28.

8. Бабичев А.П. Хонингование при повышенных припусках / А.П. Бабичев. М.: СТИН. - 1962. -№3.-С. 4-6.

9. Бакуль В.Н. Алмазное хонингование деталей машин / В.Н. Бакуль, В.А. Сагарда, И.Х. Чеповецкий. Киев.: Изд-во УкрНИИТИ, 1968. - 62 с.

10. Березина Е.В. Разработка технологии формирования наноструктуриро-ванного азотированного слоя конструктивных сталей для повышения их износостойкости / Е. В. Березина. — М., 2007.

11. Блажко Ю.М. Исследование тепловых процессов при помощи медь-константановых термопар / Ю.М. Блажко // Заводская лаборатория. — №11.- 1984.-№ 11.

12. Боуден Ф.П. Температура поверхности трущихся тел / Ф.П. Боуден, Д. Тейбор. М.: Изд-во иностранной литературы, 1973.

13. Вайнштейн Б.Н. Работоспособность брусков из синтетических материалов при хонинговании / Б.Н. Вайнштейн, И.Г. Кигель, Р.Г. Кудояров,

14. B.К. Перевозников // Обработка машиностроительных материалов алмазным инструментом. -М.: Наука, 1966. С. 211-215 с.

15. Галимуллин M.J1. Разработка технических средств повышения работоспособности скважинных плунжерных насосов: автореферат / M.JI. Галимуллин. Уфа, 2004. - 25 с.

16. Герасимов С.А. Исследование износостойкости азотированных сталей /

17. C.А. Герасимов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Косолапов. Известия вузов. Машиностроение. 1973. - №5. - С. 127 - 129.

18. Гончаров С.И. Измерение напряжений и усилий / С.И. Гончаров. М.: Машгиз, 1976.

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

20. Горленко О.А. Методы управления процессом формирования качества поверхности при механической обработке заготовок деталей машин /

21. О.А. Горленко, С.Г. Бишутин. // Технологическое управление качеством поверхности деталей. Киев: Изд-во ATM Украины, 1998. -С.51- 60.

22. ГОСТ 51896-2002. Насосы скважинные штанговые. Общие технические требования.

23. ГОСТ 2789-90*. Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения.

24. ГОСТ 25142-90* Шероховатость поверхности. Термины и определения.

25. Гриб В.В. Лабораторные испытания материалов на трение и износ / В.В. Гриб, Г.Е. Лазарев-М.: Наука, 1978.

26. Дегтярев А.И. Трение и износ деталей машин: учебное пособие / А.И. Дегтярев, A.M. Ханов; Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2003. - 122 с.

27. Демкин Н. Б. Качество поверхности и контакт деталей машин / Н. Б. Демкин, Э. В. Рыжов. М.: Машиностроение, 1989. - 244 с

28. Евдокимов Ю.А. Планирование и анализ экспериментов при решении задач на трение и износ / Ю.А. Евдокимов, В.И. Колесников. — М.: Наука, 1980.-228 с.

29. Евстигнеев М.И. Технология производства двигателей летательных аппаратов: учебник / М.И. Евстигнеев, А.В. Подзей, A.M. Сулима. М.: Машиностроение, 1982. — 260 с.

30. Желобов Н.Г. Исследование процесса вершинного алмазного хонингования: диссертация / Н.Г. Желобов; Перм. политехи, ин-т. Пермь, 1974. -197 с.

31. Иванов А. В. Особенности выявления специфических требований потребителей в нефтегазодобывающей отрасли. / Сб. Всероссийской научно -практической конф. «Проблемы менеджмента качества в современной России». Саранск. 2006. - С. 38-41 .

32. Иванов А. В. Повышение эффективности ремонта высококремнистых алюминиевых блоков цилиндров. /Сб. VII международной практической конференции выставки. - Санкт Петербург, 2005. - С. 630-636.

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

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

35. Исследование и внедрение процесса алмазного хонингования наружных и внутренних поверхностей гидроагрегатов. /Б.Н. Вайнштейн, Н.Г. Желобов и др. // Труды ППИ. Пермь, 1985. - 120 с.

36. Каминский М.Е., Наерман М.С. и др. Рациональная эксплуатация алмазного инструмента / М.Е. Каминский, М.С. Наерман и др. М.: Машиностроение, 1965 97 с.

37. Капитонов А. П., Багжус Н. В., Иванов /V. В. Работа с поставщиками на основе заключения соглашения о качестве. /Сб. тр. межрегиональной научно — практической конф.- Пермь.: Изд-во TQM Пермский край, 2005. С. 124-129 .

38. Качество поверхности, обработанной алмазами / П.А. Шульман, Ю.И. Созин и др. Киев.: Техника, 1972. - 148 с.

39. Комбалов В. С. Влияние шероховатости твердых тел на трение и износ / В. С. Комбалов. М.: Наука, 1974.

40. Корытов В.Н. Азотирование сталей в атмосфере аммиака и воздуха / В.Н. Корытов и др. Вестник Рыбин, гос. техн. академии. - 2007. - № 1(11).-С. 336-337.

41. Космачев И.Г. Отделочные операции в машиностроении / И.Г. Косма-чев. JL: Лениздат, 1983.

42. Кравченко С. Надежность СШН: выбор технологии / С. Кравченко // Регион 18. Ижевск, 2007.

43. Крагельский И. В. Основы расчетов па трение и износ / И. В. Крагел-ский, М. Н. Добычин, В. С. Комбалов. М.: Машиностроение, 1977. -526 с.

44. Крагельский И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. М.: Машиностроение, 1989.-480 с.

45. Крагельский И.В. Трение, изнашивание и смазка: справочник в 2 томах / И.В. Крагельский; под ред. И.В. Крагельского, В.В. Красина. М.: Машиностроение, 1978. - Т.1. - 400 с.

46. Кремень З.И. Хонингование и суперфиииширование деталей / З.И. Кремень, И.Х. Стратиевский И. X; под ред. J1.H. Филимонова. 3-е изд., пе-рераб. и доп. - JL: Машиностроение, 1988. - 137 с.

47. Кудояров Р.Г. Повышение качества деталей при алмазном хонинговании / Р.Г. Кудояров. М.: СТИН. - 2006. - № 5. - С. 26 - 31.

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

49. Кудояров Р.Г. Точность деталей машин при алмазном хонинговании. / Р.Г. Кудояров; под ред. В.Ц. Зориктуева. М.: Изд-во МАИ, 2002. - 170 с.

50. Лахтин Ю. М. Азотирование стали / 10. М. Лахтин, Я. Д. Коган. М. : Машиностроение, 1976.-256с.

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

52. Лахтин Ю.М. Регулируемые процессы азотирования / Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган // Металловедение и термическая обработка металлов. -1979. №8. - С. 59 - 64.

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

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

55. Левин Б.Г., Пятов Я.Л. Алмазное хонингование отверстий / Б.Г. Левин, Я.Л. Пятов. Л.: Машиностроение, 1969. - 112 с.

56. Лурье Г.Б. Шлифование металлов / Г.Б. Лурье. М.: Машиностроение, 1969.- 112 с.

57. Маслов Е.Н. Теоретические основы процесса алмазной обработки материалов / Е.Н. Маслов // Обработка машиностроительных материалов алмазным инструментом. М.: Наука, 1996. — С. 14 — 29.

58. Маслов Е.Н. Теория шлифования материалов / Е.Н. Маслов. М.: Машиностроение, 1974. - 319 с.

59. Маталин А.А. Технология машиностроения: учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» / А.А. Маталин. — Л.: Машиностроение, 1985.-496 с.

60. Маталин А.А. Точность, производительность и экономичность механической обработки / А.А. Маталин, B.C. Рысцова. М.: Машгиз, 1963. -352 с.

61. Минков М.А. Хонингование: справочная книга по отделочным операциям в машиностроении / М.А. Минков. Л.: Лениздат, 1966.

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

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

64. Муратов Р.А. Траектория движения инструмента при хонинговании / Р.А. Муратов // Повышение качества деталей при окончательных методах обработки: межвуз. сб. науч. тр; Перм. политтех. ин-т. Пермь, 1977. С.83-87.

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

66. Некрасов В.П. Вероятностно-статистические основы процесса растровой доводки / В.П. Некрасов // Современные организационные, технологические и конструкторские методы управления качеством: сб. науч. тр.; Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2006. - С. 84 - 96.

67. Новоселов Ю.К. Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке / Ю.К. Новоселов. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1979.- 145 с.

68. Номенклатурный перечень продукции / ОАО «Пермский завод смазок и СОЖ».-Пермь: Ровел, 2004. 24 с.

69. Оробинский В.М. Оптимизация отделочных методов абразивной обра-• ботки / В.М. Оробинский п др.. М.: СТРЕЛ. 1995. - № 3.- С. 22 - 23.

70. Основы материаловедения: учебник для вузов / под ред. И. И. Сидорина.- М.: Машиностроение, 1976. 436 с.

71. Основы трибологии (трение, износ, смазка): учебник для техн. вузов / под ред. А.В. Чичинадзе. М.: Наука и техника, 1995.- 778 с.

72. Передовая технология и автоматизация управления процессами обработки деталей машин, /под общ. ред. А.А. Маталина. Л.: Машиностроение, 1970.-701 с.

73. Полянчиков Ю.Н. Оптимизация процесса хонингования по критерию точности / Ю.Н. Полянчиков М.: Технология машиностроения. - 2001. -№5.

74. Попов С.А. Рельеф режущей поверхности абразивных и алмазных брусков / С.А. Попов, М.С. Наерман. // Абразивная и алмазная обработка. — М., 1968.

75. Прецизионная обработка деталей алмазными и абразивными брусками / М.С. Наерман, С.А. Попов. М.: Машиностроение, 1971. - 224 с.

76. Прогрессивные методы хонингования. / С.И. Куликов, Ф.Ф. Ризванов, В.А. Романчук и др. -М.: Машиностроение, 1983. 135 с.

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

78. Применение теории случайных функции к описанию характеристики рабочей поверхности алмазных кругов / B.IO. Иванкин и др. // Управление качеством финишных методов обработки: сб. науч. тр; Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 1996.

79. Расчетные методы оценки трения и износа. / под. ред. д-ра. техн. наук И. В. Крагельского; Брянский институт трапспортного машиностроения. Брянск, 1975.

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

81. Рыжов Э.В. Опорная площадь поверхностей подвергнутых механической обработке / Э.В. Рыжов М.: Весник машиностроения. - 1964. - № 4. - 1964.

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

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

84. Сальников А. Н. Трение шероховатых поверхностей в экстремальных условиях / А. Н. Сальников. Саратов: Изд-во Саратов, ун-та., 1987.136 с.

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

86. Серебренник Ю.Б. Исследование процесса алмазного хонингования деталей из сталей 12Х2Н4А и 38XMIOA / Ю.Б. Серебренник и др. -Пермь.: тр. ППИ, 1968.

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

88. Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин / В. Д. Зозуля и др.; под ред. И. М. Федорченко; АН УССР, ин-т проблем материаловедения 2-е изд., перераб. и доп. - Киев : Наук, думка, 1990. -264 с.

89. Соболь И.М. Получение точек, равномерно расположенных в многомерном кубе / И.М. Соболь, Ю.Л. Левитан. Ин-т прикладной математики, 1976.

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

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

92. Соломенцев Ю.М. Моделирование технологической среды машиностроения / Ю.М. Соломенцев, В.В. Павлов. М.: Машиностроение,1994.- 103 с.

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

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

95. Сухов С. А. Исследование закономерноеш износа сухого и граничного трения шероховатых поверхностей металлов / С. А. Сухов // Трение и износ в машинах. 1950. - С. 105.

96. Сухов С. А. Роль шероховатости в процессе трения / С. А. Сухов // Трение и износ в машинах. 1951. - №4.

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

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

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

100. Фрагин И.Е. Научные основы повышепи5 точности и производительности хонингования: автореферат дис. . д-ра техн. наук / И.Е. Фрагин. -М., 1975.-55 с.

101. Хонингование: справочное пособие / С.И. Куликов, В.А. Романчук и др. -М.: Машиностроение, 1973. 168 с.

102. Цокуренко М.Г. Основные типы электропечей для газового азотирования / М.Г. Цокуренко // Металловедение и термическая обработка металлов. 1974. -№ 3. - С. 46 - 51.

103. Цырлин Э.С. Ионное азотирование деталей станков и режущего инструмента / Э.С. Цырлин и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1983.-№ 5.-С.10- 19.

104. Чеповецкий И. X. Плосковершинное алмазное хонингование / И.Х. Чеповецкий, Ю.В. Безолюк, B.JI. Стрижаков. М.: Машиностроитель. — 1976.-№6.-С. 33-34.

105. Чеповецкий И. X. Определение величины приработочного износа и мас-лоемкости поверхности после плоско вершинного алмазного хонингования / И. X. Чеповецкий, В. J1. Стрижлков, А. В. Бараболя // Сверхтвердые материалы. 1986. - № 3.

106. ИЗ. Чеповецкий, И. X. Основы финишной алмазной обработки / И. X. Чеповецкий. Киев: Наук, думка, 1980. - 467 с.

107. Шнайдер Ю.Г. Нормирование и контроль качества поверхности деталей машин / Ю.Г. Шнайдер. JL: Машиностроение, 1969.

108. Шнайдер Ю.Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплуатационные свойства / Ю.Г. Шнайдер. Л.: Машиностроение, 1972.

109. Шнайдер Ю.Г. Площадь фактического контакта сопряженных поверхностей / Ю.Г. Шнайдер. М.: Изд-во АН, 1963.

110. Якушин М.И. Исследование процесса отделочного алмазного хонингования эластичными брусками: / диссертация /М.И. Якушин. -Пермь.:Изд-во ППИ, 1971. 133 с.

111. Ясь Д.С. Испытания на трение и износ. Методы и оборудование / Д.С. Ясь, В.Д. Подмоков. Киев.: Техника, 1971. - 140 с.