информационно-поисковая система выбора упрочняюще-отделочных методов обработки поверхностей трения деталей машин

 

Горленко О.А., Польский Е.А. (БГТУ, г.Брянск, РФ)

 

В настоящее время имеется большое число различных теоретических и эмпирических зависимостей, связывающих интенсивность изнашивания контактирующих поверхностей узлов трения машин с параметрами качества поверхностного слоя сопрягаемых деталей, которые, как известно, в наибольшей степени определяются методами и режимами упрочняюще-отделочной обработки. В этой связи важной задачей является разработка автоматизированной системы выбора технологических методов обеспечения требуемых параметров качества поверхности для обеспечения равной долговечности пар трения-скольжения, входящих в узел.

При решении рассматриваемой задачи использована зависимость для расчета величины линейного износа [1]:

  ,                  (1)

где Ra, W_Z, H_max – геометрические показатели качества поверхности, мкм; Е и m – механические свойства материала заготовки; n – число циклов воздействия до разрушения поверхностного слоя; l - коэффициент, учитывающий знак и значение остаточных напряжений; s_t - величина остаточных напряжений, МПа; k – коэффициент упрочнения поверхности.

Преобразуем уравнение (1) к виду: ,

где С_R – комплексный параметр, характеризующий зависимость интенсивности изнашивания поверхности от параметров качества поверхностного слоя

       ;

С_М – комплексный параметр, зависящий от механических свойств материала контактирующей детали

.

Таким образом, для выбранных методов обработки формируется база данных, устанавливающая взаимосвязь между комплексным параметром С_R и параметрами состояния поверхностного слоя контактирующих деталей.

Выбор того или иного метода упрочняюще-отделочной обработки осуществляется по критерию минимума энергозатрат и наибольшей производительности. При этом выбранный метод финишной обработки должен обеспечивать заданную долговечность пары трения, входящей в узел. Исходной зависимостью, описывающей процесс износа, является формула для определения скорости изнашивания [2]:

,                                                                                 (2)

где К – коэффициент, характеризующий износостойкость (интенсивность изнашивания); p – удельное давление трения; V – скорость относительного скольжения.

Учитывая, что для обеспечения необходимой долговечности работы узла максимальная величина износа не должна превышать 85% от глубины упрочненного слоя, определяем комплексный параметр C_T, зависящий от периода наработки узла на отказ:

,                                                                      (3)

где U_доп - предельно допустимый износ сопряжения, при обеспечении требуемой работоспособности; Т – срок службы изделия; Т₁ – время между двумя плановыми ремонтами.

Определенный по данной зависимости коэффициент С_Т сравнивается с табулированным значением комплексного параметра С_R, и таким образом выбираются методы обработки, обеспечивающие необходимую величину интенсивности изнашивания.

Практическое применение автоматизированной системы в конструкторско-технологической подготовке производства связано с расширением числа анализируемых методов упрочняюще-отделочной обработки, материалов деталей, видов пар трения, а также с учетом различных видов изнашивания.

 

Литература.

1. Рыжов Э.В., Суслов А.Г., Федоров В.П. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. М.: Машиностроение, 1979. – 176 с.

2. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. –  480 с.