Повышение эксплуатационных свойств машин и механизмов, используемых МЧС России, путем создания на рабочих поверхностях их деталей регулярных микрорельефов

Машины и механизмы, используемые МЧС России при выполнении специальных работ (спасательных, ремонтных, восстановительных и др.), должны обладать высокой надежностью и длительным сроком службы, особенно в условиях чрезвычайных ситуаций (далее — ЧС) и при действии прочих неблагоприятных факторов окружающей среды.Одним из самых эффективных способов повышения срока службы и длительной безотказности в работе может быть нанесение регулярных микрорельефов на трущиеся детали этих специальных машин.

Контактирование деталей машин друг с другом и с окружающей средой (жидкости, газы, магнитные и электрические поля и т.д.) происходит через поверхности; с поверхности начинаются разрушения деталей, или наоборот, благодаря хорошо обработанной поверхности, детали служат эффективно и долго, обеспечивая заданные служебные (эксплуатационные) свойства [1, 2].

Основной характеристикой поверхности являет- новые способы и технические средства (устройства, станки, инструмент) для образования регулярных микрорельефов [7].

Особенно эффективным является созданный способ вибронакатывания, он универсален, прост в осуществлении, не требует в большинстве случаев специального оборудования (рис.1). Этим способом можно получить одноуровневые (рис. 2), двух и более уровневые микрорельефы поверхности.

Основные созданные способы образования регулярных микрорельефов основаны на поверхностном пластическом деформировании (ППД). В отличие от абразивных и других способов резания они имеют решающие преимущества, обусловленные экологической чистотой, образованием упрочненного поверхностного слоя деталей, простотой процесса [8, 9].

Результаты работ внедрены в следующие основные отрасли промышленности: транспортное машиностроение (гильзы, поршни, втулки, подшипники ся ее микрогеометрия, т.е. величина, форма, характер расположения микронеровностей. Ранее в машиностроении использовались детали с хаотичными микронеровностями, называемыми шероховатостью поверхности, которые в большинстве случаев не обеспечивают оптимальных эксплуатационных свойств. Наблюдались отдельные случаи стремления к регуляризации микрогеометрии: применялось и применяется пористое хромирование, хонингование, нарезание кольцевых или наклонных канавок и др. Эти попытки носили частный отрывочный характер. Не было разработано параметров микрогеометрии, которые можно было бы нормировать, а сами способы образования углублений имели ограниченные возможности и не позволяли рассчитывать и заранее задавать необходимые параметры получаемых микрорельефов [3, 4].

Метод образования регулярных микрорельефов (рис. 1) использован в тяжелогрузных деталях машин, применяемых в МЧС России, и является способом повышения их ресурсных возможностей [5, 6].

В результате работ, выполненных в последние два десятилетия, создана

Рис. 1. Основные способы вибронакатывания: а — с вращающимся вокруг смещенной оси инструментом, б — с осциллирующим по дуге инструментом, в — с осциллирующим вдоль оси заготовки инструментом, г — с вращающимся вокруг смещенной оси и осциллирующим вдоль оси заготовки инструментом, без источников вибрации: д, е — со свободно вращающимися профильными, соответственно, синусоидальным и косинусоидальным роликами (поз.1 — с применением шара, поз.2 — с применением алмазного наконечника; Р — сила поджима инструмента к обрабатываемой поверхности; DЗ,dш, dр— диаметры, соответственно, заготовки, шара и ролика; rс, rр — радиусы, соответственно, сферы алмазного наконечника и скругления ролика)

теория регуляризации микрогеометрии (виды микрорельефов, абсолютная и относительная площадь и объем углублений и др.), выбора и оптимизации параметров, способов их расчета и т.д., что более чем в 1,5—3 раза увеличило срок надежной эксплуатации деталей. Разработаны принципиально

Одноуровневые регулярные микрорельефы (ОУРМР)

Частично регулярные микрорельефы (ЧРМР)______

С дискретными регулярными неровностями

Виды

С непрерывными регулярными неровностями

С непрерывными регулярными неробностями

Шахматное расположение

Кольце-бое расположение

Omcymc твое пересечений

Неполное пересечение

Полное пересечение

О

Рис. 2. Классификация одноуровневых регулярных микрорельефов

скольжения ДВС; золотники, плунжерные пары и распределители гидроагрегатов, гидроцилиндры); горнодобывающее машиностроение (детали манжетных уплотнений, сферические опоры); станкостроение (плоские направляющие, детали гидропрессов, балансиры автоматов продольного точения, корпуса шпиндельных бабок, реечные пары, шестерни), инструментальное производство (колонки штампов, калибры пробки, хвостовики разверток и режущих инструментов и др.), электротехническая промышленность; машиностроение для пищевой, легкой и рыбообрабатывающей промышленности; производство товаров народного потребления, всего более чем на 400 предприятиях России. Это повысило в несколько раз (рис. З) различные эксплуатационные свойства деталей (более 40 свойств), а также улучшило эстетические свойства товаров народного потребления, при снижении трудоемкости их отделочной обработки [9].

Таким образом, для того, чтобы машины и механизмы, используемые МЧС России при выполнении специальных работ (спасательных, ремонтных, восстановительных и др.), обладали высокой надежностью и длительным сроком службы, особенно в условиях ЧС и при действии прочих неблагоприятных факторов окружающей среды, необходимо в качестве одного из средств повышения срока их службы использовать нанесение регулярных микрорельефов на трущиеся детали этих специальных машин.