Мельникова Олена Павлівна. Підвищення експлуатаційних властивостей деталей двигунів внутрішнього згоряння за рахунок удосконалення фінішних абразивних способів обробки

brief description

Мельникова Олена Павлівна. Підвищення експлуатаційних властивостей деталей двигунів внутрішнього згоряння за рахунок удосконалення фінішних абразивних способів обробки : дис... д-ра техн. наук: 05.02.08 / Донецький національний технічний ун-т. - Донецьк, 2006

Мельникова О.П.Підвищення експлуатаційних властивостей деталей двигунів внутрішнього згоряння за рахунок удосконалення фінішних абразивних способів обробки. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.08 технологія машинобудування. Донецький національний технічний університет, Донецьк, 2006.
Дисертацію присвячено створенню принципів підвищення продуктивності фінішних абразивних методів обробки, якості та експлуатаційних властивостей деталей ДВЗ із урахуванням особливості контактної взаємодії пари „інструментдеталь” на основі використання раціональних видів абразивних і мастильноохолоджувальних технологічних середовищ.
Розроблено модель контактної взаємодії пари інструмент деталь”, яка вперше враховує вплив різних способів фінішної абразивної обробки і дозволяє аналітично визначити вплив складу і властивостей абразивних і мастильноохолоджувальних технологічних середовищ на продуктивність технологічної системи.
Уперше запропоновано спосіб абразивної обробки із застосуванням нових середовищ із вмістом кремнію, які забезпечують утворення поверхневих плівок із модулем зсуву вищім за модуль зсуву оброблюваного матеріалу, що приводить до формування дислокаційних структур наклепаного, зміцненого металу.

Створено наукові основи підвищення якості та експлуатаційних властивостей деталей ДВЗ через удосконалення фінішних абразивних способів обробки та нових властивостей абразивних та мастильноохолоджувальних технологічних середовищ, які вирішують важливу наукову народногосподарську
проблему.
1. Розроблено узагальнену модель контактної взаємодії пари інструмент деталь”, яка вперше враховує особливості способів фінішної обробки: хонінгування, доводки і вібраційної обробки та аналітично визначає через комплексний безрозмірний параметрвплив реологічних властивостей шару "МОТС + продукти диспергування"
що дозволяє прогнозувати продуктивність технологічної системи.
2. Отримано аналітичне розв’язання контактної задачі при взаємодії двох поверхонь, розділених шаром „МОТС + продукти диспергування” (МПД), в якій уперше враховуються вплив теплових ефектів на швидкість руху робочого середовища, тиск і силу тертя в зоні пластичної деформації. Установлено, що із збільшенням тиску робочого середовища спостерігається збільшення шорсткості оброблюваної поверхні.
3. Розроблено нові принципи прогнозування величини шорсткості поверхні та визначено необхідний на її досягнення час, на основі математичної моделі, яка враховує, на відміну від відомих, вплив складу і властивостей МОТС, концентрації абразиву в інструменті. Перевірка адекватності аналітичних моделей показала достатню збіжність розрахункових та експериментальних значень: відхилення від розрахункових значень за продуктивністю та шорсткістю поверхні для хонінгування і доводки 5 15 %, для ВіО 10 25 %.
4. Запропоновано спосіб абразивної обробки із застосуванням нових активованих кремніємістких середовищ, які забезпечують утворення поверхневих плівок з модулем зсуву більшим за модуль зсуву оброблюваного матеріалу, що приводить до формування дислокаційних структур наклепаного зміцненого металу, які дозволили підвищити мікротвердість поверхневого шару після обробки на 20 25 % порівняно з поверхнями, обробленими на традиційних абразивних та мастильно-охолоджувальних технологічних середовищах.
5. Виконано експериментальні дослідження під час оброблення матеріалів, з яких виготовлено відповідні деталі типу гільза циліндрів двигуна, шатун, клапан, сідло клапана, важіль натисного диска зчеплення, важіль вилки вимикання зчеплення способами обробки, досліджуваних з використанням абразивних та мастильноохолоджувальних технологічних середовищ з кремнієм. Установлено, що шорсткість поверхні знизилась: при ВіО на 10 %, при доводці на 15 % і хонінгуванні на 20 %. Продуктивність обробки збільшилась: при ВіО на 20 %, доводці та хонінгуванні на 15 %.
6. На основі експериментальних досліджень установлено, що матеріали типу: сталі 45, У8А, чавуну СЧ 1836, СП після оброблення з використанням нових видів середовищ, які містять кремній, дозволяють отримати у пари тертя високі антифрикційні та протизношувальні властивості, а також підвищують на 20 % протизадирні властивості оброблюваних поверхонь.
7. Запропоновані нові види абразивних та мастильноохолоджувальних технологічних середовищ дозволили підвищити продуктивність обробки на 15 % за рахунок скорочення часу необхідного для досягнення завданої шорсткості, зменшити шорсткість поверхні на 10 15 %. Внаслідок чого при експлуатаційних випробуваннях різних типів деталей, оброблених з використанням запропонованих видів абразивних та мастильно-охолоджувальних технологічних середовищ, ресурс роботи пар тертя для деталей типу „гільза поршень”, „шатун вкладишвал”, „клапан сідло” збільшився на 15 20 %.
8. За результатами роботи розроблено рекомендації щодо використання виконаних досліджень у промисловості. Результати роботи впроваджені на ВАТ „1й Донецький авторемонтний завод”,АТЗТ ”Горлівський АРЗ”,ВАТ «Концерн Стирол», ЗАТ „Сантарм” (м. РостовнаДону, РФ). Економічний ефект од впровадження АМОТС на операціях хонінгування, в умовах ВАТ „1й Донецький авторемонтний завод” при річній програмі виготування 18900 гільз циліндрів двигунів ЗІЛ130, за рахунок збільшення їх моторесурсу становив 100,25 тис.грн. (на 1.01.2001р.).