Исследование влияния условий нагружения на выбор сталей при трении скольжения по закрепленному абразиву тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.04, кандидат технических наук Коновалов, Андрей Васильевич

• Коновалов, Андрей Васильевич
• кандидат технических наук
• 2005

Заключение диссертации по теме «Трение и износ в машинах», Коновалов, Андрей Васильевич

выводы.

1. Выполнены аналитические исследования силового взаимодействия закрепленной абразивной частицы с поверхностью стальной детали и предложены расчетные зависимости для определения тангенциального и суммарного усилий в зоне контакта от условий нагружения, размера абразивных частиц, механических свойств стали.

2. Получены аналитические зависимости для определения глубины внедрения абразивной частицы в стальную поверхность, а также температуры в зоне контакта от совместного воздействия удельной нагрузки и скорости относительного перемещения.

3. Разработаны лабораторная установка и методика проведения экспериментальных исследований для изучения силового взаимодействия закрепленной абразивной частицы с поверхностью металла в широком диапазоне нагрузок и скоростей скольжения.

4. Лабораторными экспериментами по изучению силового взаимодействия индентора с поверхностью стальной детали в диапазоне скоростей относительного перемещения 0,1 - 10 м/с и нагрузок от 100 до 500 Н установлено, что с повышением параметров нагружения увеличивается величина тангенциального и суммарного усилий, действующих со стороны индентора на поверхностный слой. Показано, что увеличение скорости движения индентора при постоянной прижимной нагрузке приводит к росту тангенциального усилия на 8 — 15 %, что вызывает увеличение глубины внедрения индентора на 18 - 30 %.

5. Предложена методика определения величин критических нагрузок, соответствующих возникновению в зоне контакта абразивной частицы со стальной поверхности упругих, пластических деформаций и микрорезания в зависимости от скорости относительного перемещения, нагрузки, температуры и разработаны диаграммы деформационного состояния поверхностного слоя, которые позволяют качественно определить износостойкость выбранной стали в заданных условиях эксплуатации при трении скольжения по закрепленному абразиву.

6. На примере ряда предложенных диаграмм деформационного состояния поверхностного слоя показана возможность использования данных, опубликованных в технической литературе, для качественного определения износа стали при известных нагрузочно-скоростных параметрах и свойствах материала детали в условиях трения скольжения по закрепленному абразиву.

7. Разработаны практические рекомендации и инженерная методика выбора сталей без проведения экспериментальных исследований для деталей машин и оборудования, работающих при трении скольжения по закрепленному абразиву, которые приняты рядом организаций для использования в практической работе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Коновалов, Андрей Васильевич, 2005 год

1. Абразивное изнашивание газопромыслового оборудования/ В. И. Бирюков, В. Н. Виноградов, М. М. Мартиросян, В. Н. Михайлычев, М.: Недра, 1977. 206 с.

2. Банатов П. С. Износ и повышение долговечности горных машин. М.: Недра, 1970.-254 е.: ил.

3. Буяновский И.А., Фукс И.Г., Бобров С.Н. Занимательная трибология. М.: "Нефть и газ" РТУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 1999.-232 с.

4. Вайскранц В. М. Особенности эксплуатации землеройных машин в Средней Азии. Фрунзе: Киргизстан, 1970. 164с.

5. Вайскранц В. М., Скородумов Б. В., Штейнбах А. А. Определение износа дизелей экскаваторов, работающих в условиях запыленности воздуха // Строительные и дорожные машины. 1975. № 10. С. 30—31.

6. Вальдма Л. Э. Лабораторные испытания металлов на износостойкость при трении с абразивной прослойкой /Тр. ТПИ, 1965. Сер. А, № 237, С. 113—126.

7. Дерягин Б. В. Что такое трение? Издание 2-е, переработанное и дополненное. М.: Издательство Академии наук СССР, 1962. - 186 с.

8. Виноградов В. Н., Сорокин Г. М. Износостойкость сталей и сплавов: Учебное пособие для вузов. М.: Нефть и газ, 1994.-417 с.

9. Виноградов В. Н., Сорокин Г. М., Колокольников М. Г. Абразивное изнашивание. М.: Машиностроение, 1990. - 224 с.

10. Ю.Виноградов В. Н., Сорокин Г. М., Доценко В. А., Абразивное изнашивание бурильного инструмента. М., Недра, 1980. 207 с.

11. П.Виноградов Г. В., Вишняков В. А. Абразивный износ при трении качения // Изв. АН СССР. ОТН. Механика и машиностроение. 1960, №35. С. 89.

12. Власов В. М. Работоспособность упрочненных трущихся поверхностей. -М.: Машиностроение, 1987. 304 с.

13. Волков Ю. В. Долговечность машин, работающих в абразивной среде. М.: Машиностроение, 1964.

14. Гаевик Д. Т. Повышение эксплуатационной надежности кинематических пар трения (узлов трения) отечественной автотракторной, сельскохозяйственной и строительной техники: в 2 т. М., 2000. - 302 е.: ил.

15. Гаркунов Д. Н. Повышение износостойкости деталей машин. М.— Киев: Машгиз, 1960. 164 с.

16. Голубец В. М., Козуб В. В., Табинский К- П. Износостойкость термически и химико-термически обработанных стальных изделий при наличии абразивной прослойки // Физико-химическая механика материалов. 1975. № 4. С. 73—77.

17. Гриб В. В., Лазарев Г. Е. Лабораторные испытания материалов на трение и износ. М.: Наука, 1968, 139 с.

18. Демкин Н. Ю. Контактирование шероховатых поверхностей. М.: Наука, 1990. 227с.

19. Доценко В. А. Изнашивание твердых тел. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1990.- 192 с.

20. Жигаев В. Д. Прочность зерен кварцевого песка // Машиноведение. 1971. .№ 1.С. 11—12.21.3аднепровский Р. П. Рабочие органы землеройных машин и оборудования для разработки грунтов и материалов повышенной сложности. М.: Машиностроение, 1992. 176 с.

21. Износ деталей сельскохозяйственных машин /Под ред. М. М. Севернева. М.: Колос, 1972. 288 с.

22. Икрамов У. А. Исследование изнашивания поверхностей трения свободными абразивными частицами в условиях высокой запыленности окружающей среды: Дис. докт. тех. наук. Ташкент. 1979. 436 с.

23. Икрамов У. А., Махкамов К. X. Расчет и прогнозирование абразивного износа. Ташкент: ФАН, 1982. 148с.

24. Икрамов У. А. Механизм и природа абразивного изнашивания. Ташкент: Фан, 1979. 134 с.

25. Икрамов У. А., Ташпулатов М., Иргашев А., Мухамеджа-нов Б. М. Износ основных деталей дорожных машин/Под ред. У. А. Икрамова / Ташкент: Фан,, 1976. 134 с.

26. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора / С. И. Булычев, В. П. Алехин. М.: Машиностроение, 1990. - 224 с.

27. Канивец И. Д. О влиянии на износ размера абразивных частиц// Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1968, № 1. С. 143—148.

28. Кармадонов А. Ф., Пелипевко И. А. Изучение процесса абразивного износа на прозрачных образцах // Вестник машиностроения. 1965. №7. С 46,

29. Кащеев В. Н. Абразивное разрушение твёрдых тел. М.: Наука, 1970, 248с.

30. Кащеев В. Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов. М.: Машиностроение, 1978. 213с.

31. Киселев Г. И. Абразивный износ металлов при различных температурах и скоростях // Докл. АН СССР. 1952. Т. 87. № 5. С. 735—737.

32. Контактные процессы при больших пластических деформациях: Темат. сб. научн. тр. / Харьк. авиац. инст. им. И. Е. Жуковского; (Редкол.: В. Н. Верезуб (отв. ред.) и др.). Харьков: ХАИ, 1982. - 99 с.

33. Колесов В. Г. О повышении долговечности деталей, изнашивающихся при трении о грунт, и о рациональном выборе "сплавов для их наплавки // Вестник машиностроения. 1961. №9. С. 20—27.

34. Косенко А. И. Приборы для измерения сил при резании: Учеб. пособие / Новгор. политехи, ин-т.- Новгород, 1990.-44 с.

35. Костецкий Б. И. Износостойкость деталей машин. Киев: Машгиз, 1950. 168 с.

36. Костецкий Б. И., Носовский И. Г., Бершадский Л. М., Караулов А. К. Надёжность и долговечность машин. Киев: Техника, 1975. 408с.

37. Костецкий Б. И. Сопротивление изнашиванию деталей машин. Киев: Машгиз, 1959. 478 с.

38. Костецкий Б. И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев: Техника, 1970, 396 с.

39. Крагельскмй И. В., Добычин М. Н., Комбалов В. С. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.

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

41. Крагельский И. В., Ямпольский Г. Я. О механизме абразивного износа // Изв. вузов. Физика. 1968. № Н. С. 81—87.

42. Кузнецов В. Д. Физика твердого тела. I. Изд. «Красное знамя», 1937; IV, Томск, Полиграфиздат, 1947.

43. Лаврентьев А. И. О связи износостойкости материалов с их физико-механическими свойствами // Проблемы трения и изнашивания. 1978. N 13. с. 23-26.

44. Левитин М. А., Икрамов У. А. О механизме взаимодействия абразивных частиц с различными по свойствам поверхностями трения //Повышение износостойкости и срока службы машин. Киев: УкрНИИНТИ, 1977. Вып. 1.С. 2К

45. Лоренц В. Ф. Износ деталей сельскохозяйственных машин. М.: Машгиз, 1948. 98 с.

46. Лурье А. И. Пространственные задачи теории упругости. М.: ГИИТТЛ, 1955. 491 с.

47. Львов В. Н. Абразивный износ и защита от него. М.: ЦБТИ. 1959. 55с.

48. Львов В. И. Основы абразивной износостойкости деталей строительных машин. М.: Стройиздат, 1970. 167 с.

49. Маев В. Е. Исследование абразивных свойств твердых минеральных частиц малого размера // Трение и износ в машинах. М.: АН СССР, 1964. Вып. XIX. С. 52—65.

50. Малолетков Е. К-, Селеванчик Я. В. Надежность и долговечность строительных и дорожных машин //Обзор. М.: ЦНИИТЭП — стройдормаш, 1968. 40 с.

51. Морозов Е.М., Зернин М.В. Контактные задачи механики разрушений. М.: Машиностроение, 1999. 540 с.

52. Михин Н. М. О расчете усилий, действующих на сферический индентор при движении по пластическому полупространству. М.: Наука, 1968. с. 62-67.

53. Михин Н. М. Внешнее трение твердых тел. М.: Наука, 1977. 221 с.

54. Михин Н. М. Трение в условиях пластического контакта. М.: Наука, 1968. 103 с.

55. Мишин И. А. Долговечность деталей. Л.: Машиностроение, 1976. 288 с.

56. Мышкин Н. К., Петроковец М. И. Трибология. Принципы и приложения. -Гомель.: ИММС НАНБ, 2002. 310 с.

57. Палашкин Е. А. Справочник механика по глубокому бурению. М., "Недра", 1974, 544 с.

58. Расчеты на прочность в машиностроении. Т. 2/Под ред. Пономарева С.Д. М.: Машгиз, 1958. 974 с.

59. Поверхностная прочность материалов при трении /Под общ. ред. Б. И. Кос-тецкого./Киев: Техника, 1976. 296 с.

60. Погодаев Л. И., Шевченко П. А. Гидроабразивный и кавитационный износ судового оборудования. Л.: Судостроение, 1984. 263 с.

61. Погодаев Л. И., Кузьмин В. Н., Дудко П. П. Повышение надежности трибо-сопряжений. С-Пб.: Академия транспорта Российской Федерации, 2001. 304 е.: ил.

62. Проников А. С. Надежность машин. М: Машиностроение, 1978. 592 с.

63. Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела. Т.: Наука 1979. 744 с.

64. Рекин С. А. Износ и коррозия бурильных и обсадных колонн при строительстве и эксплуатации скважин. М.: ВНИИОЭНГ. 2001. - 43 с.

65. Розенберг Ю. А., Тахман С. И. Силы резания и методы их определения: Учебн. Пособие / Кург. Машиност. Ин-т. Курган, 1995. 41: Общие положения. - 130 с.

66. Рыжов Э. В. Технологическое управление геометрическими параметрами контактирующих поверхностей // Расчетные методы оценки трения и износа. Брянск: Приок. кн. изд-во, 1975, С. 98—» 138.

67. Саар Б., Лепиксон X. Исследование изнашивания в массе уплотненного абразива // Тр. ТПИ, 1965. № 219. Сер. А. Вып. 1. С. 28—42.

68. Серпик И. М., Кантор М- М. Исследование изнашивания сталей при трении в свободном абразиве // Износ и трение металлов и пластмасс. М.: Наука, 1964, С. 29—51.

69. Смелянский В. М. Механика упрочнения деталей пластическим поверхностным деформированием. М.: Машиностроение, 2002. - 300 с.

70. Сорокин Г. М. Влияние механических характеристик стали на ее абразивную износостойкость // Вестник машиностроения. 1975, № 5. С. 35—38.

71. Сорокин Г. М. Трибология сталей и сплавов. Учебн. для вузов. М.: ОАО «Издательство «Недра», 2000. - 317 с.

72. Сорокин Г. М. Взаимосвязь механических свойств сталей и их износостойкость. М.: Нефть и газ, 1995, 69 с.

73. Сорокин Г. М. Механическое изнашивание сталей как разновидность их разрушения//Вестник машиностроения, 1989, № 11. С. 10-13.

74. Сорокин Г. М. О критериях выбора износостойких сталей и сплавов// Заводская лаборатория, 1991, № 9. С. 55-59.

75. Сорокин Г. М. Аналитические критерии оценки износостойкости материалов. М.: Заводская лаборатория, 1994, № 4. С. 42-48.

76. Спивак А. И. Абразивность горных пород. М.: Недра, 1972. - 240 с.

77. Супрун В. К. Абразивный износ грунтовых насосов и борьба с ним. М.: Машиностроение, 1972.

78. Тадольдер Ю. А. Влияние геометрии абразивного зерна на интенсивность изнашивания металлов в потоке абразивных частиц //Тр. ТПИ. Сер. А. 1964. № 237. С. 15—227.

79. Тененбаум М. М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин при абразивном изнашивании. М.: Машиностроение, 1966. 321 с.

80. Тененбаум М. М. Сопротивление абразивному изнашиванию. М.: Машиностроение, 1976. 271 с.

81. Ткачев В. И. Работоспособность деталей машин в условиях абразивного изнашивания. М.: Машиностроение, 1995. - 336 с.

82. Трение, изнашивание и смазка: Справочник в 2-Х кн./Под ред. И. В. Кра-гельского, В. В. Алисина, М.: Машиностроение, 1978. 400 с.

83. Спивак А. И. Разрушение горных пород при бурении скважин. М.: Недра, 1994.-261 с.

84. Хрущев М. М., Бабичев М. А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970. 252с.

85. Хрущев М. М., Бабичев М. А. Исследования изнашивания металлов. Изд-во АН СССР, 1960.

86. Чичинадзе А. В. Расчет и исследование внешнего трения при торможении. М.: Наука, 1967. 232с.

87. Шпинев В. Н., Маликов И. И., Прохоров В. Б. О расчете износа деталей машин // Материалы Всесоюз. науч. конференции «Теория трения, износа и смазки». Ташкент, 1976, с. 138—139.

88. Шульц В.В. Форма естественного износа деталей машин и инструмента. JL: Машиностроение, 1990. 208 с.

89. Шустер Л.Ш. Адгезионное взаимодействие твердых металлических тел. Уфа: Гилем, 1999. 199 с.

90. Юдин В. А., Петрокас Л. В. Теория механизмов и машин. М.: Высшая школа, 1977. 527 с.

91. Южаков И. В. Ряды абразивной износостойкости материалов в разных условиях нагружения // Теория трения, изнашивания и смазки. Ч 1. Ташкент: 1975. с. 129-131.

92. Ямпольский Г. Я., Крагельский И. В. Исследование абразивного износа элементов пар трения качения. М.: Наука, 1973. 64 с.

93. Ямпольский Г. Я., Калугин Ю. К., Южанов И. В. и др. Косвенная оценка абразивной износостойкости деталей по характеристикам, определяемым внедрением и царапанием инденторами // Износ в машинах и методы защиты от него. М.: Машиностроение, 1985. с. 59-60.

94. Ямпольский Г. Я. Статистическая оценка износа абразивными частицами элементов трения качения с проскальзыванием // Моделирование трения и износа. М.: ИМАШ, 1970. С. 114—121.

95. Попов А.Н. Некоторые вопросы абразивного износа закаленной стали и аб-разивности горных пород при их разрушении. Дис. на соиск. учен. ст. к.т.н. Спец. 05.02.04.- Уфимский нефтяной институт. Уфа, 1966 г. 187 с.