УДК 621.822.1

ФОРМИРОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СЛОЁВ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ ЗА СЧЁТ НАРУЖНОГО ОБЖАТИЯ ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВОК

 

FORMING OF FUNCTIONAL LAYERS OF BEARINGS OF SLIDING DUE TO EXTERNAL SINKING OF THE SURFACE PROCUREMENTS

 

Капустин В.В.

(Брянский государственный технический университет, г. Брянск РФ)

Kapustin V.V. (Bryansk State Technical University, Bryansk,  Russia)

 

Применение метода пластической деформации является актуальным решением задачи повышения износостойкости, а соответственно эксплуатационной надёжности втулок подшипников скольжения, различных видов машин и  оборудования.

Application of a method of plastic deformation is the urgent solution of a task of increase in wear resistance, and according to operational reliability of plugs of bearings of sliding, different types of machines and the equipment.

 

Ключевые слова:  износостойкость, подшипник скольжения, обжатие

Key words: wear resistance, sliding bearing, sinking

 

В настоящее время эффективность многих отраслей производства в значительной степени определяется техническим уровнем используемых  машин и агрегатов.   При   этом их работоспособность в существенной степени зависит от уровня надежности применяемой техники, а также от степени ее ремонтопригодности. Учитывая, что основными причинам отказов многих деталей рассматриваемых  машин является  достижение ими предельного износа, то повышение износостойкости конструкций является весьма актуальной проблемой.

Следует также отметить, что во многих случаях в современных условиях далеко не всегда имеется возможность использовать при выполнении ремонтных операций только фирменные запасные детали, поэтому  приходится пользоваться их аналогами, либо восстанавливать детали, вышедшие из строя по причине износа.

Требования, предъявляемые к подшипникам скольжения обширны. Срок службы подшипника скольжения напрямую зависит от качества изготовления, они должны обладать небольшим коэффициентом трения,  хорошей прирабатываемостью, небольшой твердостью, высокой теплопроводностью, способностью образовывать коллоидные продукты износа, защищающие шейку вала от абразивного воздействия, высокой ударной вязкостью и регламентируемой микропористостью для удержания смазки [1]. В общем случае, в процессе эксплуатации для удовлетворения основных триботехнических требований, предъявляемых к антифрикционным материалам, структура сплава должна состоять из пластичной основы с расположенными в ней твердыми кристаллами другой  фазы.

При этом следует иметь в виду, что непосредственно при работе функциональной поверхности имеются несколько слоев пленок, образованных адсорбированными веществами и продуктами химических реакций металла с окружающей средой, например окислы. Кроме того, при наличии смазывающего материала, на поверхности образуется масляная пленка. Она повторяет микрорельеф поверхности, имеет очень высокую прочность на сжатие и значительно снижает коэффициент трения [2].

Под этими пленками расположен слой металла, свойства которого отличаются от свойств глубинной части металла. Изначально это отличие является следствием наклепа после механической обработки, а в процессе приработки его свойства изменяются вследствие деформации выступов. Пластические деформации развиваются вдоль направления скольжения, что приводит к формированию поверхностной текстуры [3].

При использовании метода пластической деформации (обжатия) при изготовлении и восстановлении подшипников скольжения можно обеспечить создание функционального наклепанного слоя и благоприятного уровня остаточных напряжений, что позволит увеличить износостойкость поверхностного слоя изнашиваемых деталей, что в свою очередь увеличит долговечность работы машин и агрегатов [4].

Таким образом, одним из наиболее важных результатов применения этого метода является возникновение в поверхностном слое металла остаточных напряжений сжатия [5]. Причина их возникновения заключается в том, что при пластической деформации поверхностные слои металла увеличиваются в объеме, однако этому препятствуют нижележащие слои. В результате первые оказываются под воздействием остаточных напряжений сжатия, а вторые - под воздействием остаточных растягивающих напряжений. Этот метод также изменяет микрорельеф поверхности и улучшает физико-механические свойства поверхностного слоя за счет повышения твердости, предела текучести и сопротивления отрыву[6].

Эти изменения происходят в результате движения, размножения и взаимодействия дефектов кристаллов (дислокации, дефекты упаковки, скопления точечных дефектов и др.). В процессе обжатия контролируются силовые параметры метода и режимы обработки. Соблюдение режимов должно обеспечить стабильность и требуемое качество поверхностного упрочнения. Форму и размеры деталей контролируют с учетом возможного коробления поверхностей (например, изменения диаметра упрочнению отверстия по длине).

Для более эффективного достижения цели необходимо вначале выполнить оценку  характера и условий эксплуатационного воздействия на функциональные поверхности рассматриваемых деталей, затем выявить преобладающий механизм их изнашивания и только после этого осуществить выработку требований к состоянию поверхностных слоев восстановленных деталей по основным физико-химическим характеристикам [7].

Ограничивает применение данного метода обработка хрупких и твердых материалов, контроль остаточных напряжений сжатия, без разрушения поверхностного слоя. Также к недостаткам метода следует отнести необходимость проектирования специального инструмента.

Использование метода пластического деформирования позволит увеличить износостойкость поверхности, за счёт обжатия подшипников скольжения. Возможности  широкого производственного применения для изготовления и восстановления изношенных втулок. Повышения срока службы подшипников скольжения, за счет сохранения уровня их требуемых эксплуатационных параметров качества.

 

Список использованной литературы

1. Памфилов, Е.А. Применение композиционных антифрикционных материалов для повышения работоспособности узлов скольжения деревообрабатывающего оборудования [Текст]/ Е. А. Памфилов, Е.В. Алексеева, Е.В. Шевелева Е.В. Качество и жизнь, 2014. – 427 с.

2. Памфилов, Е.А. Перспективные материалы для узлов трения деревообрабатывающего оборудования [Текст]/ Е.А. Памфилов, Е.В. Алексеева // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2015. - №4(346). - С. 113-124.

3.  Евельсон, Л.И. Проектирование древесно- металлических подшипников скольжения [Текст]/ Л.И. Евельсон, А.П. Симин, Е.А. Памфилов, Е.В. Шевелева// Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. – 2005. - № 1-2.- С. 182-188.

4.    Голиницкий, П.В. Восстановление подшипников скольжения из цветных сплавов комбинированным методом [Текст]: Автореф. дис. канд. техн. наук. -  Москва, 2016. - 18 с.

5. Пилюшина, Г.А. Новые антифрикционные материалы на основе модифицированной древесины [Текст]/ Г.А. Пилюшина, Е.А. Памфилов, Б.Н. Прусс, Е.В. Алексеева// Материаловедение. – 2009. - №4. - С. 36-39.

6.  Тогамбаев, С.К. Размерный анализ бронзовых подшипников скольжения  при  обжатии  /  С.К.  Тогамбаев,  П.В.  Голиницкий  //  Вестник  ФГОУ  ВПО «Московский  государственный  агроинженерный  университет  имени  В.П.  Горячкина». – 2013. – №2. – С. 58-60.

7. Памфилов, Е.А. Создание новых композиционных древесно- металлических материалов [Текст]/ Е.А. Памфилов, Е.В. Шевелева, Д.И. Муратов// Известия высших учебных заведении. Лесной журнал. - 2006. -  №2. - С. 60-65.