Технічні науки / 3. галузеве машинобудування

Гордєєв 0.А.

Хмельницький національний університет

АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ ФОРМУВАННЯ МАСТИЛОУТРИМУЮЧИХ ЛУНОК

Значна частина витрат на обслуговування і ремонт обладнання легкої промисловості, а саме різноманітних швидкісних швейних машин, пов'язано зі зношуванням вузлів тертя. У той час при пусках і зупинках має місце найбільший знос. Зменшення пускового зносу можливе, головним чином, за рахунок поліпшення умов змащування в пусковий період.

Утримання масляного шару в з’єднанні пар ковзання на довгий період роботи обладнання є актуальною задачею.

Одним з ефективних і простих способів підведення мастильного матеріалу в зону фрикційного контакту і його тривалого утримування там є створення на контактуючих поверхнях спеціального профілю, що складається із сукупності мікроканавок. Форма і розміри канавок визначаються технологією їх отримання [1, 2].

Найбільше розповсюдження отримали методи нанесення мастилоутримувальних профілів за допомогою вібронакочування. При цьому наноситься система поперечних синусоїдальних канавок за рахунок обертання заготовки, поздовжньої подачі (в основному на токарних верстатах) і додаткових коливань інструменту.

На теперішній час нанесення мастилоутримувального рельєфу у вигляді лунок на шийку вала пропонується наносити дискретним гідроструминним способом за допомогою вібраційної машини [3-6].

Метою даної роботи є проведення аналітичного аналізу впливу різних технологічних параметрів процесу формування мастилоутримуючих лунок та кінематичних параметрів приводу.

Розглянувши потік струменю рідини з кульками, які виходять з сопла –ежектора, відокремимо з них одну кульку і будемо рахувати, що вона з середньою швидкістю потоку V вдаряється по поверхні виробу. В основному застосовують кульки від підшипників з матеріалу ШХ15 з високою твердістю (HRC 62) та вони мають достатньо високу точність та незначну шорсткість. Тому будемо рахувати кульку у першому наближенні ідеально твердим шаром.

Кінетична енергія такої кульки при ударі в тіло визначається за формулою:

(1)

Визначимо глибину лунки в залежності від: твердості по Брінелю, розміру кульки та енергії удару.

Рис.1. Схема деформації шару металу виробу який оброблюється

Глибина лунки є висота сегменту, який створено поверхнею кульки з діаметром основи . Висота сегменту визначається з геометричної побудови з рис.1 згідно рівняння:

. (2)

Автор [5] наводить залежність глибини наклепу від енергії удару кульки діаметром D та твердості матеріалу виробу HB, яка визначається за формулою:

(3)

Враховуючі дослідження [61], в яких отримано відбитки при вдавлюванні сфери D = 10 мм в зразки, виконані з двох половин з нанесеною мікросіткою на один з торців, визначимо співвідношення між глибиною наклепу та величиною діаметра лунки з рис. 2.2 б.

(4)

а	б

Рис. 2. Схема деформаційної зони лунки від вдавлювання сфери: а – розподіл напружень визначених за допомогою програми Аbacus; б – деформація елементів мікросітки з розмірами деформаційної зони d – діаметр лунки;

h – величина наклепу

Проаналізувавши залежність (3) з урахуванням формули (4) запропоновано визначати діаметр лунки згідно залежності:

. (5)

Відповідно глибину лунки запропоновано визначати згідно залежності:

. (6)

Проведемо розрахунки за залежністю (6) по визначенню впливу швидкості та розмірів кульок на глибину лунки при постійній твердості матеріалу. Результати представлені у вигляді графіків рис. 3.

Рис.3. Графіки залежності глибини лунки від швидкості та розміру кульки: 1 – діаметр кульки 2 мм; 2 – діаметр кульки 3 мм; 3 – діаметр кульки 4 мм

З отриманого графіка видно, що найбільший вплив на величину глибини лунки має швидкість V з якою вдаряються кульки. Збільшення діаметру кульки веде до незначного зменшення величини глибини при однакових швидкостях.

Література

1. Шнейдер Ю. Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом / Ю. Г. Шнейдер. − Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. − 248 с.: ил.

2. Одинцов Л. Г. Финишная обработка деталей алмазным выглаживанием и вибровыглаживанием / Л. Г. Одинцов. − М.: Машиностроение, 1981. − 160 с.

3. Гордєєв О.А. Технологічні методи підвищення довговічності вузлів ковзання обладнання легкої промисловості / О.А. Гордєєв., А.К. Кармаліта, // Вісник ХНУ. Технічні науки. – 2013. – № 3. – С. 47–52.

4. Пат. на корисну модель 81625 України, МПК В24C 1/00. Вібраційний пристрій для нанесення масло утримуючих лунок на шийках валів / М.Є. Скиба, А.К. Кармаліта, О.А. Гордєєв (Україна); заявник і патентовласник Хмельницький нац. ун-т.– u 201214215; Заяв. 13.12.2012; Опубл. 10.07.2013, Бюл. № 13. – 3 с.

5. Петросов В.В. Гидродробеструйное упрочнение деталей машин и инструмента / В.В. Петросов. – М.: Машиностроение, 1977. – 166 с.