CC BY
18
Э. А. КУЗНЕЦОВ А.Л.ДЕНИЩЕНКО Г. А. АППИНГ
Омский танковый инженерный институт
УДК 669.14.018.256: 629.1.032.2:669.046.516.4
ПОВЫШЕНИЕ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ В АБРАЗИВНОЙ СРЕДЕ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ МНОГОЦЕЛЕВЫХ ГУСЕНИЧНЫХ И КОЛЕСНЫХ МАШИН ПРИ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МАТЕРИАЛА ТРИБОПАР ТВЕРДОЙ СМАЗКОЙ
Эксплуатация тяжело нагруженных деталей сборочных единиц ходовой части многоцелевых гусеничных и колесных машин (МГКМ) происходит в среде с обязательным присутствием абразива. В настоящее время разработаны различные способы изменения состояния, структуры и свойств поверхностного слоя материала деталей МГКМ для повышения их триботехнических характеристик. Проведенные исследования [1] внедрения твердой смазки в поверхностный слой металла при ударно-акустической упрочняющей обработке (УАУО) показали положительное влияние на повышение износостойкости образцов при сухом трении сталь по стали.
В работе проведено исследование влияния модифицирования поверхностного слоя металла различными типами твердых смазок при УАУО на износостойкость стальных образцов при трении в смазочной среде ЦИАТИМ-208 с абразивом. Исследование проводилось на образцах деталей трибопары цапфа-опора гидравлического амортизатора. При проведении лабораторных исследований образцов материалов рассматриваемой трибопары выполнялись следующие требования:
- образцы изготавливались из материала деталей трибопары - стали 12Х2Н4А\
- для сохранения технологической наследственности образцы изготавливались в соответствии с маршрутной технологией и режимами механической обработки;
-термическая обработка образцов производилась совместно с деталями исследуемой трибопары.
После обработки по серийной технологии (цементация Л = 1,5...2,0 мм, НЯС =59 и шлифование) образцы подвергались УАУО на установке, схема которой приведена на рис.1.
Рис.1. Схема установки для ударно-акустической упрочняющей обработки: 1 - обрабатываемая деталь; 2- технологическим «ОДУль; 3 - магнитострикционный преобразователь; 4 - ультразвуковой генератор.
В качестве внедряемой твердой смазки использовали дисульфид молибдена MoS2 марки М1 (ТУ 48-19-133-75), углерод в виде графита марки С-1 (ОСТ 6-08-431-75) и их смесь (50% MoS2 и 50% С). Смазочной средой являлась товарная смазка ЦИАТИМ-208 (ГОСТ 16422-70) с добавлением 20% абразива (песокОБ.ЗКОЗГОСТ2138-84 - 62,5%, глина ПГОСБ ТУ 14-8-90-37,5%).
Триботехнические лабораторные исследования проводились на машине трения 2070 СМТ-1 по схеме "диск-диск" при нагрузке 1870 Н, частоте вращения нижнего диска (цапфы) - 600 об/мин, частоте вращения верхнего диска (опоры) - 510 об/мин (проскальзывание составило 15%). Износ определялся весовым методом на лабораторных весах ВЛР-200 с точностью до 0,0005 г. Перед взвешиванием образцы промывали в бензине 5-70, а затем просушивали в течение 15 минут при температуре 8QPC. Твердость поверхностного слоя определяли прибором ТП-7р-1 по методу Виккерса с нагрузкой на инденторе 49Н и временем выдержки 12,5 с.
Результаты исследований представлены на рис.1 и рис.2. Анализ полученных данных показывает, что в трех сериях опытов из четырех снижение износа образцов после УАУО с усилием поджатия 150 Н более существенно, следовательно, режим УАУО с предварительным усилием поджатия концентратора 150 Н является более предпочтительным. Данное обстоятельство можно объяснить большей степенью наклепа за счет большего усилия предварительного поджатия. Так, при предварительном усилии поджатия 150 Н средняя твердость поверхностного слоя образцов увеличилась на 400МПа, а при усилии 50 Н только на ЗООМпа.
Взвешивание образцов до и после УАУО при внедрении твердой смазки на лабораторных весах ВЛР-200 не позволило определить массу внедренного в поверхностный слой
........
- " г,
| : } 4 5 6 7 BfCMi.4. 9
Рис.2. Износ образцов "цапфа" при ударно-акустической обработке с предварительным усилием поджатия 50 Н: 1 -обработка по серийной технологии; 2 • УАУО с внедрением смеси (50% MoS, 50% С)\ 3 - УАУО с внедрением углерода; 4 - УАУО без внедрения смазки; 5 - УАУО с внедрением MoS,.
металла смазочного материала. Однако проведенные микрографические исследования показали наличие следов твердой смазки в поверхностном слое металла после УАУО, что подтверждает имеющийся процесс модифицирования твердой смазкой поверхности металла в холодном состоянии. Имеющийся разброс результатов экспериментальных исследований можно объяснить неравномерностью состава абразива в смазочной среде и колебанием физико-механических свойств исследуемых образцов, что наблюдается и при эксплуатации многоцелевых гусеничных и колесных машин.
--л:
I 2 .1 4 5 6 7 Врсиа, ч. 9
Рис.3. Износ образцов "цапфа" при ударно-акустической обработке с предварительным усилием поджатия 50 Н: 1 -обработка по серийной технологии; 2 - УАУО с внедрением МоБ}; 3 - УАУО с внедрением углерода; 4 - УАУО без внедрения смазки; 5 - УАУО с внедрением смеси (50% Мо5г 50% С).
Полученные результаты экспериментальных исследований позволяют сделать следующие выводы:
1. Внедрение дисульфида молибдена и графита как отдельно, так и в составе смеси практического влияния на повышение износостойкости стального образца при
В. М. ХАУСТОВ
Омский государственный технический университет
УДК 621.7.044.7
В настоящее время для изготовления деталей из тонкостенных трубчатых заготовок используют устройство для деформирования трубчатых заготовок способом раздачи в жесткую матрицу за один переход формообразования, при помощи давления импульсного магнитного поля [I]. Устройство содержит индуктор в виде жесткой нетоко-проводной оправки с навитой на ее поверхность жесткой, электроизолированной токоведущей спиралью и разъемную матрицу.
Однако известное устройство обладает рядом недостатков, заключающихся в невозможности получения относительных степеней деформации более 25-30 %, из-за обрыва материала трубчатой заготовки на участке перехода из недеформированной части трубы в сильфом, так как деформирование происходит при высоких значениях энергии разряда генератора импульсных токов, порядка 100 - 500 кДж. Кроме того, получить качественную поверхность и форму сильфона затруднительно, так как последние требуют последующей операции калибровки.
Известен также индуктор для деформирования трубчатой заготовки энергией импульсного магнитного поля [2],
трении в смазочной среде ЦИАТИМ-206 с абразивом не оказывает.
2. Изменение твердости при увеличении предварительного усилия поджатия не столь существенно и не оказывает значительного повышения износостойкости. Явление снижения износа имеет более сложный характер и связано в большей степени с повышением энергетического уровня поверхностного слоя металла.
Таким образом, в результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что наиболее существенное влияние на повышение износостойкости в абразивной среде стальных деталей оказывает упрочнение поверхностного слоя металла при ударно-акустической упрочняющей обработке. Полученные результаты триботехнических исследований не позволяют сделать однозначных выводов о влиянии при модифицировании поверхностного слоя твердыми смазками (МоЭ2 и С) на износостойкость металлов в смазочной среде при наличии абразива.
Литература
1. Повышение межремонтных сроков эксплуатации многоцелевых гусеничных и колесных машин за счет улучшения триботехнических свойств деталей узлов трения. Научно-технический отчет о НИР. - Омск: ОВТИУ, 1998-77 с.
КУЗНЕЦОВ Эрнест Андреевич, зав. кафедрой технической механики, к.т.н., доцент.
ДЕНИЩЕНКО Алексей Леонидович, доцент кафедры технологии производства.
АППИНГ Гарий Анатольевич, начальник отделения лаборатории кафедры технологии производства.
состоящий из винтовой нетокопроводной пары, образованной полым цилиндром и ступенчатым штоком, в котором имеется осевой канал для подачи жидкости под давлением в тороидальную эластичную нетокопроводную оболочку, одетую на одну из ступеней штока, а токоведущая спираль, электроизолированная эластичным материалом, выполнена с изменяющейся геометрией из высокоэлектропроводного, обладающего высокими упругими свойствами материала и установлена над эластичной нетокопроводной оболочкой, один конец ее жестко связан с цилиндром, а другой - со штоком.
Недостатками данного индуктора является его недолговечность и недостаточная эффективность процесса деформирования из-за интенсивного износа изоляции витков спирали и значительных знакопеременных и динамических нагрузок.
Задачей настоящего технического решения, является повышение эффективности процесса деформирования и долговечности индуктора.
Поставленная задача достигается тем, что индуктор для магнитного импульсного формообразования, с предва-
ИНДУКТОР для
ДЕФОРМИРОВАНИЯ ТРУБЧАТОЙ ОБОЛОЧКИ ИМПУЛЬСАМИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕШЕНИЯ ПОЗВОЛЯЕТ ЗНАЧИТЕЛЬНО ПОВЫСИТЬ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА ДЕФОРМИРОВАНИЯ ТРУБЧАТОЙ ЗАГОТОВКИ, КПД ИНДУКТОРА РАСШИРИТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОЦЕССА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ТРУБЧАТОЙ ЗАГОТОВКИ.
