автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.04, диссертация на тему:Влияние силикатной смазочно-охлаждающей жидкости на выращивание и шероховатость поверхности при прессовании гильз цилиндров

ЛС12ЖСП ГССТДАРСТЕЗШИП ТЕШНЕССП ШШЩШШ

РГЛ"ПЗ СПГЛСЛШП СГ.'!ЕСЧ1Г0-СЗЛ5ГЛ*П:^П ЩДКСЕШ ÎL\ ПЗЯ^ГПШЕЗ П CZFOZCEÍ.TCC7T» ПОЕПРЕКССЛ ПЕЗ ШПНГОНпЕП ШЛЬЗ Щ[ЕЗ{ДгаЗ

Стцдахьтсть 03.02.04. - Трэпсэ п пзеос в г^гптгсз CS.02.08. - Тажояопш г^2^тасгрос;пгя

На rrpanas рукописи УДК 621.892

Цэлыпковз Егзна ПЕЗлакш

Авторзфзрат Лдссоргацдз на сокскакшэ учоеой стопзпя квпдздата Tossraecics: паук

Роотоп-ез-Дону -1393-

Робота вапашэна в Ростовскоы-на-Дону институте кшгэЕэроз сэлэзиодорогзого транспорта п Горловскои финала Донецкого по

хитогпдчоского института.

Esp&sia p7Kosac3ïaE3 - заслуженный деятель

наукп п техники России, доктор технических паук, профессор Евдоззшсв B.À.

- кандидат технпчеыспх наук, доцепт Гоховчсшю П.П.

Офоцзавыага спасшзнти -доктор тохнпческпх паук,

профессор Колов U.C.

-кандидат тохшгческшс наук, Сггодуг^^й D.II.

Бсдщзо предприятие - Горловский ввторэкоптцнй завод

состоятся " 27 " апреля 1933 года ю 10.00 часов па заседешш споцшшхзпровапного Совота Д.063.27.03. в Донском государственном техническом унпБорсЕтото : 344703, г.Ростов-па-Дону, ГСП-8, пл.Гагарина, 1, РШШ, ауд. 252.

С диссертацией нош ознакомься в библиотеке Донского государственного технического университета.

Стоив в 2-х вкз., заверенный печатьв, проыш выслать в се циалнзированний Совет то указанному адресу.

„24.. V2

Автореферат разрелан " ' " _ 1993 года.

Ученый секретарь специализированного Совета,

к.т.п. .додопт <J Дмитриев B.C.

ОК'ДЯ XAPAÍCIEPÍÍCTISCA. РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕЛ. Пэрспоктивным шзираштвшгвм поклзогсет па-двгяостя трпбосопряЕВНий является совершонствовйпяэ технологий, ы частности прнмэшзвмшс в ш сггззочно-оглаздаициг тохнологичоашз: срэд (СОТС),под которыми панямаэт пшрокпй круг наторкалов, зспогь-зувкнх как на стадии ах эксплуатации (раоочиз наслз п пластичный сггззкч) ,так н на стадии та изготовланил (различного рода сиазочно-огло=доп:;1'.а гидкости -СОЛ).

Однако рвшонив задачи повишшыя характэрнстнк СС2 порозржпи связано с еиявлзш'.вм особэнкостой мзхшпет'а трения a кзгазгиаипя в характерных трибоснстоках, разработкой аффэктшзтак тэгнологячос-ких коропрпятиа по упэлкчешга падэ^ости тс работ:«.

О длин i™. вариантов роиэкяя данной задачи является зиюнз по-пзгьзув;.!!П и качосттп СОЛ ишвральтшз касэл па С СП покисэрзлкязго проиогоядзння: недорогие, потмробззопаских, вкологпчосгсл чзстшс и гкзволящгтг получать качество поверхности еэ пгз чем па сптаралъ-ehs СОЗ. Больсоэ снэчвп^э гсгзат при птом научко-обоснавзангй llí-Сор оффэтстпвноЗ скззочпоЯ основа для создания скззочЕО-охлаздая-щзх гл;г состой о n^coixrsi тт^рлкцстншлгл, смазиазк^ал п пртсрабо-спо"сгзз!Г1, по сраспзэн^з о прэгэшЕ^гисл COI.

Опн? эксплуатация п i'0ia¡r?3!.!0d сшдзтзльствузт о том,

что ппроко пргкапяагаэ а вастояпдеэ пракл ССЗ иэ в полюЗ гарз УДОУЛЭТВОрЛГ? созросспгд ?рзбОПЕШЮ5 "СОйрS6-2. ГзиСКОЕГЭ сффэктпЕзнк срэд дея обработка рззгпгш прэдотовдкзт ссбоЗ аког-

иуп КОШЛОКСНУП Hpo3j.Q:ry.

Lpí.1b3 РДЕОТМ яплкэтся рпзр?боткз С02 па ссттогэ сздаого стзк-пззволг.™:;за фор^ротть озтп^альнуи сэрогспзтость давэргоотл а сусокаэ снтефрякцаоично сгоИствэ, з так всогэдовапнэ трэнзя и износа Tr::íscncTGü таи "гатзлл-СОП-рэзуггпЗ гтатрутгзпт". Поотзп-лонная цэль достагаотся пут?н вшшьсоязвая ло'лиглюиото порога, оочотапцаго тззспзлогнчсстсз, трпботеплгческиэ гсзтидо нсгштоппй к соврэиэшшэ катода тпоского анализа.

11А7Ч1Ш1 KOEIfflíIA получавши рззультатоз в.сслздовашй вакила-г.тся в оходупцом:

- па основании законов фязтпэского содойзя разработана кэто-дшса физического гздолироьэшш процессов хошшгозвндл,трсн2я.д га-нос о , позволившая оплэдэлгггь оптсилышо параг^зтрч обработки п триботвхпичсюш свойства обработанных поверхностей;

- равработаш ко то дики исслэдспажШ оцошш смазиваыцт cbgü-отв COS при яонинговашш, а так^о изаосостойкости и работосгюсо^-

ностн поверхностей материалов пар трения; ^

- дая реализации методик создана лабораторная установка, поз-волязщая реализовать процесс плоского хоиинтования;

- изучена смачиващая способность жидкого стекла и ого водных растворов:

- получена математическая модель, адокватпо ошсшзандэя закономерность комплексного влияния компонентов (кидкого стекла, нитрита натрия и воды) па шероховатость обрабатываемой поверхности;

- предложена теоретическая гипотеза механизма действия силикатной COS при создашш оптимальной шероховатости поверхности;

- исследована закономерности технологического процесса при хонинговашш с использованием силикатной COS;

- исследованы антифрикционные и протизогоноснш свойства поверхностей, обработанных с использованием силикатных С02. >

ПРАКТИЧЕС1САЯ ЦСШЮСТЬ РАБ OIL!. Исследован механизм действия растворов кидкого стекла при создании оптимальной шероховатости поверхности, что позволило разработать вф!вктивную, нетоксичную, вкологическп чистую СОЖ, пайдон оплшальный количества шшй состав компонентов (Положительное решение о вэдачв авторского свидетельства по заявке 4903253/04/II87II,MXI GI0U 173/021).

Использование при хонингованки силикатной COS по сравнении о примэнящпиися серийным:! СОЗ позволяет в услэЕлях вксплуатвции повисни, износостойкость, чистоту поверхности Еа одан класс п за. счот етого увеличить ресурс работы сопряжения на 20 %.

ДОСТОВЕРНОСТЬ результатов, полученных в диссертации обеспечивается ксккретностьЕ пэстаигок задач и точностью проведения исследований, использованием методов математического планпровчопл эксперимента,физического шдолированля процессов,совпадением частных случаев получаошх .роиепнй с результатами исследований других авторов, экспериментальной проверкой теоретических предположений.

РЕЛЛ1ПЗД1ШЛ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Полученный состав силикатной СОЖ используется для хошшговапия гильз цилиндров двигателей 3;,53-53 на Горловскоы авторемонтном заводе (Горловка,Донецкая область) взамон ранее применяемой СОЙ (керосин 80 % + И-20А 20 %). Экономическая эффективность от использования одной тонны силикатной СОЖ составляет 28500 рублей.

Пржлонегаад силикатной СОЖ увеличило ресурс работа сопряжения на 20 % за счет псдаяления износостойкости гильз цилшздро» двигателя путем обеспечения формировании оптимальной шероховатости рабочей поверхности гильз. Ожидаемый экономический вффокт составит

I2IIIE0 рублей.

РазреботатшД со о tod С СП является апологически безопасным, гсп как содор^ит сшшкати и шггрит novpiin, о'гиос.чщшсп к сашггар-по то i с с и л о г;п о с i км веществам 2-го luiacca опасности, п кондоитрацн-пл а 1,5.- 2 раза, правшлапцта ДЩС в стсч:шх водах. Позто:<у очи-ЩОЛЕЫа- СТ маОЛЭ П ГЮТВЛЛИЧОСКОЯ ШЛЯ рйОТИОр кратно рСЗ(5'1ВЛЛ"

стся ьодой п синваэтся в какалнзацшэ, кок акологкчоски безопасный.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Осцозтю результата нсслвдоьйтгиЗ балл доло-етии на н а у чпо - т э хтпп осин коифорошцшх я со1.гшарах:

- ЕыоздшзЛ сессии "Прай;:а!И контактного пзанкодзйстпин, трапа я и износа", г.Ростоа-па-Допу, 1990;

- Всосоэзиой. нлучно-тохяччасксЗ ::он1зро1ш;^1 "Надаяэтость роторных ciiCTOM с опорага на гпзояой смазка", Москва, 1990;

- Раснублшшнско.Ч паучпо-тохтгчрскоя ксифэроицяв "Пршлонъчп'э с^шзочпо-оглаэдаэдп тсгнологичэсгах срод и процоссох [Этйлхооб-рпботки", Харьков, 199-3.

- ВТОрсЯ рЗП'ОППЛЪНОЗ НСуЧВО-Т8Х12ПЭСКОЗ К0Н.£9р8НЦЕЗ "ТрНбО-гтзггл - про изао детву"', Ростов-па-Дону, 1991:

- 5-0.1 кг.учно-тазяг.дсскоа ко1ф?ротща "Трпботэпглса - катшго-стразтаз", Н.Новгород, 1991;

- СпосопзкоЗ пручно-^опотоскоЛ коя^эрзпцчз "И-зтода ускогзя-пз стсндсгиг исиытакгЛ сгрэгатоп трактороа сзхьскогоза^огпон-yiiz папин из нгудотссть", Челябинск, 1991;

- Сопзтгко-акзркнапскоП irou^pcfocrt "Нсь-нэ г-зторгз::и з трго'э-лппгг', >:чнск, 1992.

ЯЖЛаШЕи. По рзоуяиатгм юлходонлля исолэдпзп'шй опубдало»-г.зпо 12 с\.\г:о2 п получэко поло^атсльпоо резола Госкс^лтота m доли:! шойротапу" л открытий.

СТРУКТУРА И ОСЫН Р^бОТН. Дчосер?рц.".;1 состоит на vn^ms, пяти Глен, вцбодоп, -спзска аспохьзоиагаюй лтгьратур!! (115 ko:--v?c-пшглЛ) ;i прплоггзгглй. Объсп работа cocTmva-;j? 170 ctpgeih, 51 рисунков, 25 таблиц.

Дкссор?8Щ1я пшгалнона при научно?, коксультацтл д.т.н. ,проф.: Бебэторз А.П. п к.п. Комбалоэа B.C.

СОДЕР^Ж^ Г.'" T-J

Еведвгс*з тьшчют обосксзоь"« и янтуальюогь 'л;;л раб-Т-'.

Глава I. Состошг'о Рспрс-оа. Постановка задач пс&годёвйчзч.

0СНОГЛ coilpomqiihhx Пр0ДС1'Л?\ЛЭН:1Л о плняюш С07 un процасси

тропня, пластифицирования л дксиоргировоиал ютшитчосилх тол при их кохоннчоском ннгружонки базируется на труда* П.л.Рвб-лвдзрг},

- G -

A.С.Ахматова,' С.Я.Вейлера, Г .11. Епифанова, В.И.Лихмана, Е.Д.Щую ыа, Р.Н.Матвоввского, Ф.П.Боудэна, Д.А.ТеСбора и других учэных.

Анализ литературных источников позволяет установить общую ю тону действий, которую осуществляет COS, поступая в ¡зону резания

Обобщая имощиеся в литературе сводэния, ыошо сказать, чт< продолжаются интенсивные исследования трпбохишческих процэссо! взаимодействия СОЗ с материалом поверхностей трения.

Ток как процесс хонингованпя отеосится к процессу приработш поверхностей трения, бал сделан анализ условий трения и изнашивг пия при технологической обработке поверхностей.

Закономерностям изнашивания твердых тел различных деталей m шин при граничной смазке посвящены многочисленные труди А.С.Ахмг това, И.Ы.Хрущева, II.В.Крагельского, В.А.Кудшюва, В.А.Кпслпк!

B.Н.Кощеева, Б.И.Костецкого, P.M.Матвеевского, Ю.Н.Дроздов! Д.Н.Гаркунова, Н.А.Буше, D.А.Евдокимова, Г.В.Виноградова, Ы.М.Те нопОауг^а и других ученых.

Эффективным направлением улучшения1качества поверхности npi их обработке является создание нових СОЗ, предотвращающих cxbsti вание кнструмонта п обрабатываемого материала, задиры и прочие дс факты обработки и приработки.

В настоящее время процесс хопшговання выполняется с примеш нием COS на основе керосина, минеральных масел, о так m ряда сос тазов на водной основе, содержащих пдорастворимиэ полимеры, ПАЬ ХАВ н другие. Применяемые СОН ej.:qbt существенные недостатки: ос дераат ряд остродефицитных компонветов, повышающих их стоимость позароопасны, токсичны, используют продукты перегонки нефти, коте рая является остродефицитном сырьем. Все ото в свои очередь no6yi дает искать более депевие заменители кеьснерального происхоздэняя нетоксичных, пожаробезопасных, пэдефицитных, экологичски чистых а позволяющих получать качество поверхности при хонябговвпии не нн се, чем на существующих СОЗ.

Одним из перспективных вариантов рошения кокет быть создание новых полиморосодержащих составов о более рациональным выбором ш основы.

Проанализировав возможности использования ряда полимеров как органических, так и неорганических в качео-лзе основы для создания COS, мы пришли к выводу, что такой основой может быть жидкое стек ло. Это было обусловлено высокими антифрикционными,приработочными н антикоррозионными свойствами хкдкого стекла, его низкой стоимос тью, поашробезопасностью, нетоксичностью и экологической чистотой

Учитывая вескость и актуальность законы COi" на ггптэральной основа па С02 нэг,плюрального пропсхоздопня, а тагега повышение износостойкости рабочий поверхности гиль? цилиндров двигателя, з работа решались олэдуюциэ основные задачи: исследование возмошости использования ппдкого стекла в качестве основы для силикатной cgü; теоретическое обоснование и исследование механизма действия COS на основе нидкого стекла при обработко деталей; исслэдованпэ работоспособности снликатой СОЛ на различных материалах и рещтцкх инст-руглштах; исследование работоспособности поверхностей, обработанных но силикатной СОЯ; разработка технологии изготовлении и утили-заци.: СОЖ, я тек гэ выполнение опытпо-прогягтлонпоа апробации и использование результатов исследований и прокыгиюнпости.

Глава Р.. (¿отодгпи исследований. Для проведения лпбораторних экспериментов бчла разработана установка,рэалнзупия процесс плоского хеширования. Целью тр:!бо»^тр:1Ч0сюи испытаний сшппсзтпмх СОИ явилось: исследование ефГактишости силикатных СОИ з сравнении о сэрийшла. Для атого проводились исследования по определен:^ коеф-(¡кщяянтоп трения трущихся деталей,износа образцов я алг.:азшх брус-xs.o.ns пгесе, а тшет времени обработки для достижения заданно.! --:;<ct=w поверхности.

Б кс-.остпэ образцов били выбрани материалы пееСол-эо гзроко используемо для изготовления деталей. Репудий инструнепт-хошпгго-палыгыо öpycicu били принят"1 различной зернистости. В качестве CG'2 использова;шсь:коросш1 РОЖ f J'-?QA 2С,?, ГН-8(Новороссийский "авод "Красный Д1г.гг!5'|рль"),?К-:^(Киппск::й зп..зд"Ленсо") л сишссатная СОЗ.

Для того чтобы в лабораторных условиях но х-с^тетричаскл подобном узле воспроизвести процессы трышя и изньилвання,свойственные данному обЪг.кту а услозклх эксплуатация, был прккэжш гзтод физического нодэлнровбгпм процессов трения и износи при хоеплгсяс-тш, разработана штопка стгткстэтосклй обработки и пнализп результатов исследований с псмощьп методов планиропекдл экопвр^гепта с использовакиам пакета приклпдннх программ "fi/.TKCAL1" на персопаль-ном кокльоторе для нахог^зшш оптимальных рэхглоа обработка.

При разработке котодакп исполшопвдись рооотн Боникосо В.А., Чнчтгпдзе A.B., Евдокн?:ова D.A., Ерзуна З.Д. ц других ученых.

По разработанной молодике, при вобранных рэгкмах тро»4КЯ на геометрически подобных узлах или образцах, выполненных пз одинаковых материалов, при одинаковых смазках и абразиве,с известным лрн-олиуониом (ерэдной пограшностьа 1q-üq x) а лаборатории условиях получены одинаковые с натурой коафЬпциентн трешгя и итттзпспвностн

износа.

Износостойкость поверхностных слови образцов, обработанных с псполъзоваипэм различных СОЗ, оценивалась на стационарной торцевой иашшю трошя.

В качестве смазочной среды использовались отличащкося способом получения, фракционным составом, химическими и физическими свойства-сп масло М-8-А, К!-10-Г2(к) н И-20Д.

Исследование износостойкости поверхностей, обработанных на различных COS, оценивалась при проведении трехчасовых трибометрических испытаний. Исследование качественных п количественных закономерностей процессов трения п изнашивания проводилось методом микроструктурного анализа поверхностных слоев металла при помощи оптического микроскопа ШМ-8, металлографического макроокопа "Ноофот-21электронной микроскопии (кгикроскоп ISH-50A), рентге-швского микроанализатора ИДР-1 п "Cancbax ш1сго". Исследование шероховатости поверхностей осуществлялось при помощи двойного микроскопа КИС-11, а такгэ щуповшл профилсхграфом типа "Калибр - ВЭИ". Цпкротвердость измеряла прибором ШТ-3. Экспериментальные денные обрабатнвались с помощьэ стандартных програ:г« на компьютере.

Глава 3. Разработки ссстака силикатной С02 и псслсдовшше 1лз-хенпзио'ео воздействия на иотелдачзагз повзргкзетя ара зазигоза-кпя. Предстезлэш! исследования по оцошео екпчивавдэй способности растворов ходкого стекла, теоретическому ксслэдовашзэ процесса св-работ¡ш коталлов на силикатной СОЗ к подбору ее компонентов.

Установлено, что кпдкое стекло п сода обладают плохой смачиваемостью по сравнения с нефтяные маслами. Однако введение в воду даго малого количества ггздкого стегсла прлЕодит к резкому пошз-шюш значений краевого угла смачивания раствора.Замеры углов смачивания растворов еидкого сток-ла с различной концентрацией последнего показали,что минимальное значение (20 - 2°) краевой угол ике-пмэет при концентрации редкого стекла а ростворо от 3 до 50 мае Я,

Оптимальные концентрации жидкого стокло в СОЖ определялись первоначально вксперименталышм путем при хонинговашя гильз цилш дров двигателей 3?.i3-53- па Горловском св'.орожитном заводе. Гранич-ними значениям концентрации гладкого стекла в растворе пряникалис i состава, обеспечивазидае работоспособность и высокое качество поверхности при хонипговании. Для обеспечения антшгаррозн-шшх свойств в состав был введен дополнительно ингибитор коррозии -нитрит натрия. Эксперименты по определению коррозионной агрессивности акдкостн показали, что антикоррозионное дэйствие обоспвчнва

от ссотаз, екэец^Л 1язпггзльнуз концентрация аздкоге стекла 3 Ж я Ектрста натрия 0.3

С прпкэдзггезм лэтодов пзтоиатичзского платфовзния окопорл-ганта нсслэдовапо шоянио концентрация компонентов на шзрохоиа-тость повэрзгнос-.н.

Оптимальна состав сшпшатноЭ СОЗ в иссяодуошм диапазона слэдущиЗ: нзтрнзгсз щдков стекло 3 - б %\ шггрнт натрия 0,3 -0,7 %, остальвоэ сода.

Исследования, проЕЭДотшо па с1Шз;атао.1 СОЗ, показали, что tviiiaicTimiïocvb обработки поверхностей кэтадлсз обусловлена наличием а оо состава пядкого сто.тла.

Изпостко, что растЕорц гздкого стзкла, особенно високомодуль-шэ, оказывается тауотойтзвша при нокотором поушаошш томнорпту-ра ц выдолявт хлспмендннЯ осадок er.;opijîoro крзт'оз&ма, что обусловлено прцсутстпдзм п растпорпз. 1гэСолы:::ис количостз олзктрол^тоа. Поп тему нлличнэ п состапз коды, используемой для прлготошэния СХП, со да Я ускоряет процесс обрззов'шггл вгарфного крвгпгвззиа.. Трк кек п процесса soinsircnomin а точка:: контакта збрапшзтах зорзы с. обр!у5атцпзср'о1 попоргностьэ разггттзаэтея -високая тгмшвратура, та цо-з:э осадетсь n sr.:x trtKpooCbotias образозанпо оиорфаого крэ;йлз~э-1*3, ПСЛ0Д072Г!Э роЯКЦЯЛ ВЗиПЛОДОЯОТЕЯЯ ПОЛОГО рЗОТСОрО ОГ-ШР5ата пзтрна с солыэ емогая:

Na, Si03 + 2гПлС1 - 2I'eC1 + 21Ц, + il, О + 510,

Дпадогсчяо рзагацгя кдз? о ссьт-'п кэлия, кальцгл, цзгнвл п рядом друг; и слэ;;згггов.

Как пзпэотно, гкзрфтЗ крзгггззоа обладает С2о~о?оакл гяпсого абргзста с nucoiran: полярупцш-п свойствам. Позто:? его образова-шл а прсцэссо зч)ггп£гогттал ттр'^одпт к усплэпют ползущего дэ£-CTCILT брусков.

Нага било ксподьзосано гэдгаэ вятрзэвоо: ссекло о кодулоя 2,9. Поскольку вэлпчкна достаточно ес..::шз, ço':i сюплштнса СОЗ

Чудо? обраеэпцпзтьоя сяарфпыЗ крзгязззм дапэ яря тагаэротурзз: ш-гэ тешгорвтурц гашения гздесого стекла - 105*0. Воз?«оееость образования с?зорф;:ого 'фсглнззека п состав* ездпкатизй СОЯ пз-ся cicaa-штя рН олэдуот поклеить, тг-и рН дог.гтпэт II. Слэдовптолт.г.о, образованна небольшого коснэстрэ еиорфюго Kpcîs»30î5a будат, .происходить за счот солзЯ, содорга:ццхся n подо и с-зжературц в • точки рэзания. Для проверки пнеказашюго продпэлогзння быля превьдени иссдпдовапия по хонинговагспз обраэцоз из стал» 45. (торм-ообрабо танння) брусками АС4 G3/50 при скорости 0,04 к/с л дэвлонкл 0,75

Ша. В качестве рабочей среды использовали оптимизированные составы силикатной COS, приготовленные как на технической так и на дистиллированной воде. По окоичишш обработки регистрировалась съем металла с поверхности образцов и чистота обработки (рис.1), Исследования указывают, что хонингование образцов на силикатной СОЖ, приготовленной на технической водэ позволяет получить более высокое значение съема металла (рио.1, кривая 2) при лучшей чистоте поверхности.

0,005 0,004

о,ооз 0,002 0,00»

2>

3

> г

4000

9

о

60

120

180 t, С

а

Рио. I. Зависимость съема металла (я) и профиллограммы поверх-ности(б) образцов из стели 45(терм.) до обработки (I) и- после обработки (2..3) при хонингованпи брусками АС4 63/50 от времени испытаний о использованием силикатных СОТ: Ъ - на дистиллированной водэ; а - на технической воде.

Поверхности,обработанные о использованием двух составов были исследованы на комплексе РЭМ - ЭВМ по методу восстановления профи ля поверхности твердых" тел по сигналу вторичных алектронов в раст ровсм электронном микроскопе в любом выбранном сечении.

Установлено, что поверхность, обработанная с использованием силикатной СОЖ, приготовленной на технической воде превосходит по качественным и количественным показателям поверхность, обработан ную о использованием COS, приготовленной на дистиллированной воде

Результаты рентгеновского микроанализа показывают, что содер ахание кремния на поверхности образцов, обработанных на силикатной COS с использованием технической воды значительно выше, чем у об резцов, обработанных на силикатной СОЖ с использованием дистилли ровтшой воды.

- J. I -

Полученные результата подтверждают, что сморфннй ¿срвмнозвм возникает только благодаря наличии в воде солей гатэллов, о высокая чистота обработки достигается вследствие присутствия в растворе тдкого стоила.

Глава 4. Лабораторнь-;-? псштанпя СОЯ, предназначенных длл ке-хвкячэскоЯ обработки различных материалов. Представлены результаты сравнительных испытаний силикатной COS с прккэняицимися в пао-тоящве время в прогшшлвнности: керосина (80%) + И-20А (20%); ТК-3 (Киевский завод "Лвпсв"); ЕХ-8 (Новороссийский завод "Красный двигатель").

Испытания щюводили по методике, представленной в глава 2.

Исследования показали, что силикатная COS пе уступает, а по некотором показателям превосходит сущвствуидие COS.

Установлено, что максимальный сЪем металла при обработке образцов из стали 4Б(тврмообработанная) наблюдается при хснпнгова-шти с использованием керосина + И-20А, в то м врокя на силикатной COS получен са?,шй низкий удельный расход алмазв> что обусловлено дополнительным воздействием мягкого абразива в .вида аморфного кремнезема. Качество обработки на силикатной СОЯ за одно и того время выше, чем па друа^х составах COS, что говорит о более высокой производительности при достигвнии заданной чистоты поверхности на силикатной СОН.

При исследовании зависимости производительности процесса, а так го износа алмазных брусков от давления и состава! СОЗ установлено, что наибольший сЪем мзтялла получен пра хонпнгспатл с использованием кероЬина + П-20А п силикатной СОЗ. Удельный расход ал?"зеов из 4-х псслэдуешх па этих СОЗ наименьший.

Установлено, что с увеличением нагрузки шероховатость поверхности ухудшается.

Прт определении зависишсгл сЪема металла и износа алмазных брусков от обрабатываемого материала пря хоаотговании нз различных СОЯ установлено, что нагоявныпий сЪем металла наблцдаотся у образцов из стали 45 (терм.), что мозио объяснить высокой твердое тью,наименьший сЪем металла наблэдавтея у образцов с визгам значением твердости.

С повышением зернистости алмазных ' зерен произполительнооть ¿r/оцвсса хонингования на всех СОЖ возроставт.

Оценка работоспособности поверхностей, обрэботашшх с использованием различных СОЯ, бала выпогнвкыа па торцевой машине трения по методике, представленной в глава 2. В качестве смазочного мате-

риала использовались шола: U-8-A, Ц-Ю-Г2(к); И-20А.

Кшшэ образцы подвергались процессу хошшгования на лабораторной установке, описанной в глвво 2. Обработав выполнялась с использованием различных СОД: керосина (80%) + I1-20A (20'Д5); ТК-3; Ра-8; оиликатаой.

Лучшио антк4рикциошше характеристики п;.:али образцы, обработанные с использованием силикатной COS в парах чугун ИЧГ-ЗЗУ -чугун СЧ 18-38 и чугуп ИЧГ-ЗЗН - сталь 45(катирм.) при работе в [¿золах (рно.2)

f -V

0.0 ь

0,002

0.001 -

И-нижним. оБразец

-S51

§ «о £

см

а о

о ° -io

о R. о" о

С г gS g

- w • Q to

<o

"О

^20, № т,илч.

Б- Верхний образец

о

о -г-

Оо 5Я.

о о"° о о

-т а а,й

о

6

В

Ркс.2. Изменение коэффициента траш:я(в),те1люротуры(б) и интенсивности изнашивания(в) пар трэншксталь 45(терм)- сталь 45(не-тергл) (1, 4, 7); чугун ИЧГ-ЗЗМ - чугун СЧ 18-38 (2, Б, 0); чугун ИЧГ-ЗЗМ - сталь 45(нотерм) (3, б, 9),нрн работе в маслах: И-8-А (1,2,3) М-10-Г (К) (4, 5, б); И-20А (7,8,9) поверхность нихного образца обработана с использованием силикатной СОТ.

Для еыясн9тп1я пр'лчин били ПрОЕВДОПН г.гатпллогро *с1ч9сю?э иооло--ванпл шии! образцов с потщью растрового олэктротюго микроскопа JSÍÍ-50A, г^ггросналпзаторо' "СагеЬах micro" и »сгаротпердомера ГГГГ-3.

Исследовашими установлено, что шг хзховатость поверхности наименьшая у образца, обработанного с использованием новой СОЖ.

Результата замера «сткротвердостч образцов после 3-х чисов ;:о-пятаний на "осло М-8-А показала, что мшфотвордость образцов, обработанных с использованием силикатной COI и керосина + И-20Л на на 60-70 одишщ внио, по сравнении с основным котяаплм, что во-общом то и объясняет повышегст гзпосостойкости за счет более eiíco-кой величины поперхвостпого упрочнения этих образцов.

Установлено, что на высокие оитв^ржсцнонние свойства пар трэ-птя чугуч-чугун и чугуп-сталь сусестшкпо влияют присадки, содор--глттэсл в маслах, в топ» время на протявоизноспые свойства этот фактор но влияет (рис.?,).

Исследование протжюзадпрной стойкости поверхностей трения, обработавши на различных COZ при работе в масло И-20Л" показали, что поверхность, обработанная с использованием силикатной СОЗ вы дер^ивает нагрузку, при которой возникает задпр на - 25 % выше , чем образцы, обработанные с использованием керосина + П-20Л.

Провэдэппыэ нсслвдсвашгл подтроргхдают болев высокую работоспособность поверхностна трепля, оброботонпыг о использованном силикатной С02.

Гллзз 5. Пр^'знегате розрпботз'шоЗ силпхэтнсД саазсчло-охлсз-дзтгр.й. гадзссстп в прсципязюссстп. Хопинговшше гильз цилиндров двигателя SJ.D-55 осуществлялось па вэртпкалько-хошшговнльном сташсэ 33 833 па Горловском авторо'чштном заводе.

Использование силикатной ССЛ сбоспэч:1."о получение чистоты поверхности йа= 0,16...0,20 ми?! по сравнению.с прилагаемой С0™:керо-"czaa 80 % + И-20А 20 %, где поручена поверхность 1?а= 0,32...0,40 KKfjf баз Обличения расхода ревущего инструмента, па том se оборудовании и тех та режимах.

Эффективность использования СОЗ при хонинговзпии оценивалась после проведения эксплуатационных исгшташ-З.

Партия гильз в количество 32 штук была обработана ни двух составах: 1 - керосина(СОЯ) + И-20А (20%); 2 - силикатной СОЯ. Была собранч 4 двигателя GM3-53. В каждый из двигателей установлены по 4 гильзы, обработанные на керосине с минеральным маслом и 4 гильзы, обработанные с использованием силикатной COS. Подконтроль ные двигатели были установлены на автомобили ряда Горловских АТП.

Посла пробеге естокобнлой около 10 аио.км. u GO тис.км. в заводских уоловвлх бал:: выполнены , контрольные разборка и зьг.г.ри гкльз цилиндров двигатели.

Установлено, что износ гильз, обработанных с использованйим оишслтшл СОЖ на 0,01 - 0,02 км меньше, чем на обработашых с использоьаии&ы керосина + И-20А.Причем у первых наблвдаотси более роичомприиЯ 1кшоо, у вторых распределение износа неравномерно.

Повышение износостойкости и чистоты обработки рабочий поверхности 1'ильз щшищюв двигателя позволило продлить ресурс работы сопряжения 1'ильзп - кольцо ни Я0 %.

I) настоящее время состав силикатной COS используется для хо-нингоианил гильз цилиндров двигателя QM3-53 на Горлонском А КЗ.

В U В о д ы.

По розу.п.тнтш выполненных теории лч о ски:; и нкспершонталь-1П!Х исследований мокло сделать следуюи^ю выводи:

1. O.tjt екиплуитацки машин и мехшшзков, анализ литературных источников м состояние вопроса показали актуальность замени COS па (плюральной гсново на СОЗ ишлшьралыюго происхо-дония.

2. Выбор жидкого стоила кии основы для силикатной СОН свя-uoii о его шоокклц антифрикционным« , интшшррозиошшмн и нрира-боточныпгл свойствами, n тикал покаробозонаоноотьа, потокси-." .оты), экологической чистотой и низкой стоимость»).

3. Разработаны методики послед шайка душ оценки смазывай^« свойств СОЗ при хониыггшшши к износостойкости ноиорхноотий пар траш:л.

4. Создана лабораторная установка, реализующая hjwhuoo плоского хошип'овч.чия и на основании законов <1м;шчиского подобая, разработаны методика физического моднлэдюввшгл щюцнсон хонпнговапмп, позиолашипп при минимальном числи опытов и с больной точность» решит' оидичу по выбору оптимальных рел.имов обработки.

Б. Экспериментально исследована смнчшшлдая способность видного стекла как основы для силикатной со.::. Установлено,что использование водных растворов ецдкош отешш приводит к новнишшш ска-чпващвЬ способности при концентрации последнего от 3 до 50 % при атом угол скачивания 0=204',;'.

6. 'олучона математическая зависимость,адекватно ошюывищаи влияние компонентов СОЙ на шороховатость обрнб«^ шшемой поверхности. Установлен оптимальный состав силикатной COS: натриоьов

коо стекло 3 - 5 %, нитрит натрия 0,3 - 0,7 it, остальное вода.

7. Методом микро- и ронтгеноструктурного нннлизи установлено,

- iö -

что сффэктивность обработки из силикатной COS ббусловлопа образованием па поверхности металла с морф ю го кр-эмнвзегга, усалилясного резусов и полнрущое действие брусков.

8. Установлено, что после обработки о чспользоишптм силикатной ССП луч^уэ • работоспособность в процессе трения кмэвт пари чугуп 1ТЧГ-33?! - СЧ 18-3S и 1Г1Г-ЗЗМ - сталь 45 (потереобработанная ).

9. Показано, что поверхности трения, обработангае с использованием силикатной ССП иг.тапт протпвозо/тдрпуэ стойкость па 20 - 25 % выше в сравнения о наиболее распрострвпешага в прокыилонттости СОа.

10. Предлогешшй состав СОТ прошел впрабзцяв о условиях AF3 и используется при хсшгзговвнип рабочих поверхностей гильз цилиндров двигателя С'3-53 пэ дэйствук!;ем участке без замени оборудования, инструмента, I эяг-юз обработки и обеспечивает чистоту поверх поста па один класс вьпзе, по сраппошм с примопяпцейся на за во до СОЛ, что увеличивает ресурс работы сопряжения па 20'?.

11. По результатам эксплуатационных испытаний в условиях ЛТП установлен болэе рБвпс::зрпыЗ по диаметру п мвяьпий га 0,01-0,02:г4 изпоо гильз, обработанных о прзмвнениэм силикатной 00что подтверждает увеличение ресурса сопряжения.

12. Е::она:ачэский аффект от внедрения СОЖ в народим хозяйство при годовой программе Горлсвского АРЗ 84560 гильз цилиндров со ставит 1211150 рублей. Пргмэпэштэ силикатной СОЗ пз завода обэспе-

годовой экоЕс-'ЯИОсгай аффект 84159 рублей (t'a 01.10.1992 год).

ХошшгованЕэ о пополкйеешен силикатной сказочно-ихлааданчой гэдкоста улучпсвт качество рабочих поверхностей, что повышает надобность п дблговечкость работы сопряжений. Данная СОЛ кожот пригоняться з действующих технологических процессах, допсгал, по-гаробвзоппсноя, несодерзащая дефицитных комтснзнтсэ, акологлч^сют безвредна, общедоступна и легка в приготовлении;

0CK0HÏC3 СОДКРЗДШЕ ДГ'ССЗРТДЦПП ОПУБЛИКОВАЛО В СЛЕДЭТГЛХ РАБОТАХ!

1. Исследование процесса приработки на силикатной сказочной ездкости / Голсвченко И.п., Кулаков в.а., Мельникова е.п. ; Горл, фил. Донец, политех, ин-та. - Горловка, IS87. - Оо. - Доп. в УкрНлйНТИ 01.10.07, N 2782.

2. Методика лабораторных исследований '¡риботэхнических характеристик смазочно-охлаздающих авдкостей / Головчепко И.П., Кулаков В.А., Мельникова Е.П.; Горл.фил. Донец, политех, ин-тя. Торловкв, 1988. - 8с. -Дэп. В УкрНИИНТИ 20.12.88,. N 3000.

3. Головченко И.П., Кулаков В.А., Мельникова Е.П. Исследова-

lue силикатной СОН ира хошшгоЕашп гшшз цилиндров. - Автодорожник Укршпи. - N 2. 1983. С.20-22.

4. Евдокжов Ю.А.., Голобчзнко И.П., [¿эльшкова Е.П. Пздюа стокло как основа 002 для хошшговопля ьзталлкчоашх швэрхноствй //Тоз.док. ВназдцоЗ сэссш "Проблем контактного взажодойстзил трэшхя и износа".- Ростов-цэ-Дону, 1990.

5. Евдокимов Ю.А., Зубков E.H., Головчввга II.П., Цэлъннко-вз Е.П. Использований силикатной ООП при хонингована: //Тзз.док. Всесоюзной научн.-тзхн. конф. "Надзгшость роторных онстза с опорами на газовой смазко". - Коокви, 1990.

G. Положительное рошшшо о вцдачо авторского свидетельства по заявка N 4908253/04/118711, L7J GI0M 173/02/ Головчонхо И.П., Кулаков Б 1., Мельникова Е.П. Силикатная гядкооть для зошллхзва-кня кэталличвоках повэрхноотой.

7. Ездок..ков В.Л., Головченхо И.П., Цляыгакова Е.П. Влияло евдкого стоила нп сгиащлмпцуа спзсобг.оо1ь ьади //'Гои.док. нзучн.-тохн. конф. "Трпбология-произсодотву". - Роотос-на-Довд, 1531.

Q. 1.'элып1ког.з Е.П. Исслпдавг;п:о с;^лчпвапдзй способности ог.-лпха'пюй скзэочло-охлгэдэздэй ц^дкостп //Тез.док. 6-ой но^чи.-твхн. конф. "51р".;0огожп;а-прз;:зиздс'л]у". - н. Новгород, 19С .

S. Ездошасов Ю.А., МаПбэ H.A., Предав И.П., Е.П.

Ко;.:ш:с:сзьиа котод ускорен!lux исг^тан.:."! шз трыгг.з п пзлааиташэ о пршштш*и оп1'й!олый1х рошонай //Тоз.до;:. Вооооеззой саучн. -теш. конф. "Катода уокорэнк!!* стандовах кстшиайЛ огрэгатаи ■¡ректора:; и сольокохозяйогаэшшх ысшин на педзинооть". - Чал.';']1991.

10. Головчонко И.П., Уэлышкоаа Е.П. Влияниэ ггдоого отекла на смачиааяадв способность г. о до с о до ^ сг.азочно-охлаэда яя^т. шздкостий. - Трзниэ и износ. -.1991. - Т. 12» -N б. - С.ПЗБ-ПЗЗ.

11. Пршлоншглэ пол1и",;а|юк при обработка ютоллои рэзси-;аи / Евдокимов S.A., Головчохьсо И.П., »Ьлысхкоиа Е.П.; Горл.цил. Дзнэ... политых. ш'-та. - Горловка, 1991. - Но. - Деп. в УкрНИИНТИ 18.08.91, N '1203.

12. Епдокйьое Ю.А., Зубков E.H., Головчонко II.П., Иельнзсо-ви Е.П. Исгшльзованио ездкох'о стекла как gchoe-j С0!2 для хонииго-тшшйя каталлоз.- Трошю и износ. - 1932.- Т. 13.- N 2.- С.378 -332

13. Евдокимов В.А., Гологнонко И.П., Изльннкова Е.П. Оцэш:а вффок-пь.иости силикатной смазочцо-охлавдапцой гладкости при хошдг-говании K3Tfij'.,0B //Тез.док. Совзтско-акэриканско£ кпнф. "Новио, м.^ториили в трлболох'ии". - Минск, 19ЭД,3