Создание аустенитного чугуна с заданным уровнем механических и эксплуатационных свойств для повышения ресурса фрикционных пар сухого трения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.01, кандидат технических наук Попов, Дмитрий Анатольевич
- Специальность ВАК РФ05.16.01
- Количество страниц 177
Оглавление диссертации кандидат технических наук Попов, Дмитрий Анатольевич
Введение
1 Состояние вопроса и задачи исследования
1.1 Чугуны и стали, используемые для фрикционных пар сухого трения
1.2 Анализ работоспособности металлических элементов фрикционных пар трения (нажимйых дисков сцепления тормозных шкивов ПТМ)
1.3 Анализ работоспособности пары трения тормозная колодка - колесо железнодорожного транспорта»
1.4 Краткий обзор исследований по вопросам формирования структуры металлов при сухом трении
1.5 Обоснование целесообразности исследования аустенитных чугунов с целью использования их для металлических элементов фрикционных пар трения 31 Выводы. Цель и задачи исследования
2 Методика исследования структуры, фазового состава механических и эксплуатационных свойств экспериментальных материалов
2.1 Выбор машины трения, приспособлений и условий проведения испытаний на износ
2.1.1 Приработка образцов
2.2 Параметры процесса изнашивания и способы их исследования
2.2.1 Определение величины износа и момента трения
2.2.2 Определение шероховатости поверхности трения
2.2.3 Измерение температуры
2.2.4 Измерение твердости и микротвердости структурных составляющих исследуемых материалов
2.2.5 Металлографические исследования
2.2.6 Методика рентгеноструктурных исследований
2.2.7 Методика электронографических исследований
2.3 Методика эксплуатационных испытаний 58 2.3.1 Методика эксплуатационных испытаний тормозных шкивов ПТМ
Выводы
3 Разработка программного комплекса, обеспечивающего получение заданного набора физико-механических и эксплуатационных свойств конструкционных чугунов
3-1 Аналитическая база данных для оптимизации и прогнозировании технологии получения конструкционных чугунов
3.1.1 Обоснование целесообразности разработки аналитической базы данных для оптимизации и прогнозирования технологии производства чугунов
3.1.2 Назначение и функциональные возможности предлагаемого программного комплекса
3.1.3 Оптимизация технологического процесса производства конструкционного чугуна
3.1.4 Прогнозирование результатов от применения возможного технологического процесса производства конструкционных чугунов
3.1.5 Перспективы применения предлагаемого программного комплекса
4 Определение химического состава аустенитного чугуна и исследование влияния термической обработки на его структуру и свойства при сухом трении
4.1 Определение комплекса легирующих компонентов аустенитного чугуна
4.2 Технология получения аустенитного марганцовистого чугуна 79 4.2.1 Использование программного комплекса при определении оптимального технологического процесса получения износостойкого чугуна
4.3 Влияние содержания марганца на структуру и свойства аустенитного чугуна
4.4 Влияние термической обработки (закалки) на структуру и свойства аустенитного марганцовистого чугуна 88 Выводы
5 Результаты исследования работоспособности аустенитного марганцовистого чугуна в условиях сухого трения применительно к тормозным парам локомотива и подъемно-транспортных машин
5.1 Результаты сравнительных металлографических и электронномикроскопических наблюдений структуры исследуемых чугунов
5.1.1 Металлографический анализ шлифов исследуемых чугунов
5.1.2 Результаты электронномикроскопических наблюдений
5.2 Результаты сравнительных лабораторных испытаний исследуемых материалов в условиях сухого трения скольжения на машине трения СМЦ
5.2.1 ВлиянР1е удельных давлений на износ образцов и коэффициент трения
5.2.2 Влияние удельных давлений на температуру пары трения
5.2.3 Влияние удельных давлений на микротвердость поверхности трения экспериментальных аустенитных чугунов
5.2.4 Влияние удельных давлений на фазовый состав, микронапряжения и блочность микроструктуры экспериментальных аустенитных чугунов
5.2.5 Влияние скоростей скольжения на износ образцов и коэффициент трения
5.2.6 Влияние скоростей скольжения на температуру колодки
5.2.7 Результаты изнашивания различных чугунов и сталей, применительно к фрикционным парам трения тормозом ПТМ
5.3 Статистическая обработка результатов двухфакторного эксперимента 122 5.3.1 Аппроксимация экспериментальных данных
5.3.1.1 Методика построения уравнений регрессии
5.3.1.2 Оценка значимости коэффициентов уравнения регрессии
5.3.2.1 Влияние удельных давлений и скоростей скольжения на износ
5.3.2.2 Влияние удельных давлений и скоростей скольжения на коэффициент трения
5.3.2.3 Влияние удельных давлений и скоростей скольжения на объемную температуру колодки
5.3.2.4 Влияние удельных давлений и скоростей скольжения на микротвердость рабочей поверхности колодки
5.3.2.5 Влияние удельных давлений и скоростей скольжения на соотношение фаз мартенсита и аустенита, микронапряжения и блочность кристаллической структуры аустенитного чугуна
5.3.3 Определение областей благоприятного сочетания эксплуатационных и структурных параметров предлагаемого чугуна
5.3.3.1 Определение рациональных нагрузочно-скоростных режимов эксплуатации деталей из экспериментального чугуна
5.3.3.2 Определение рациональных параметров структуры экспериментального марганцовистого чугуна
5.3.4 Анализ неявных зависимостей
5.3.4.1 Методика получения неявных зависимостей
5.3.4.2 Связь износа с микротвердостью и температурой Т)
5.3.4.3 Неявные зависимости /(7/ц, к, Т) и HjJJ, Е, Ja / Jy) 138 5.4 Результаты сравнительных эксплуатационных испытаний и технико-экономическое обоснование применения аустенитного марганцовистого чугуна для тормозных шкивов ПТМ
5.4.1 Результаты эксплуатационных испытаний экспериментальных чугунов применительно к тормозам ПТМ
5.4.2 Результаты эксплуатационных испытаний экспериментальных чугунов применительно к тормозам локомотива
5.4.3 Оценка экономической эффективности от внедрения аустенитного марганцовистого чугуна
5.4.4 Расчет экономического эффекта от применения аустенитного марганцовистого чугуна для тормозных колодок железнодорожного транспорта
Выводы
Основные результаты работы
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Металловедение и термическая обработка металлов», 05.16.01 шифр ВАК
Исследование и разработка технологии изготовления отливки тормозной колодки для железнодорожного транспорта из износостойкого графитизированного чугуна с повышенной эксплуатационной стойкостью2001 год, кандидат технических наук Афонин, Дмитрий Геннадьевич
Высокофосфористый чугун для тормозных колодок скоростных локомотивов2006 год, кандидат технических наук Маршев, Владимир Иванович
Повышение работоспособности и ресурса пары трения "тормозной диск - колодка"2004 год, кандидат технических наук Болдырев, Денис Алексеевич
Закономерности протекания процессов при работе трибосистемы колодка-колесо-рельс и пути повышения ее долговечности2002 год, доктор технических наук Петров, Сергей Юрьевич
Роль стабильности структуры поверхностных слоев в обеспечении износостойкости металлических материалов2007 год, кандидат технических наук Буров, Сергей Владимирович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Создание аустенитного чугуна с заданным уровнем механических и эксплуатационных свойств для повышения ресурса фрикционных пар сухого трения»
Актуальность темы. Одним из возможных путей повышения эффективности работы машин и снижения эксплуатационных затрат является увеличение ресурса быстроизнашивающихся деталей пар трения. К числу таких узлов можно отнести фрикционные пары автомобильного и железнодорожного транспорта, подъёмно-транспортных машин (ПТМ) и механизмов, обеспечивающие передачу тормозного или крутящего момента.
В частности, для изготовления металлических тормозных колодок локомотивов используется серый фосфористый чугун по ГОСТ 30249-97. По сведениям ДЭПО юго-восточной железной дороги известно, что колодки из фосфористого чугуна характеризуются невысоким ресурсом. К примеру, отмечено, что на двойном плече Москва-Минск колодки изнашиваются до предельного размера и подвергаются замене, при этом в результате износа истирается 160 кг серого чугуна, применительно к одному вагону (пассажирский состав). Учитывая масштабы отрасли, можно утверждать, что убытки, вызванные малым ресурсом колодок, и простоями по их замене приводят к существенному повышению эксплуатационных расходов. Кроме того, колодки из фосфористого чугуна вызывают повышенный износ и повреждение сопряженного с ними колеса, что, по мнению ряда исследователей, обусловлено воздействием фосфидной эвтектики и цементита, которые по мере истирания перлита оказываются в зоне фрикционного контакта.
Подобная ситуация наблюдается при эксплуатации тормозных пар (ПТМ), где металлический тормозной шкив транспортной тележки взаимодействует с фрикционной накладкой. По данным лесозаготовительных предприятий было установлено, что при интенсивной сезонной эксплуатации козловых кранов замена шкивов производиться через 50.70 рабочих смен. Низкий ресурс шкивов вызывает необходимость их ремонта или замены, что приводит к увеличению эксплуатационных расходов. Для изготовления шкивов используют стали 35JI, 40Х, 55Л, 30XHJIM по ГОСТ 977-88, с твердостью рабочей поверхности 35.45HRC; реже - чугуны не ниже марки СЧ 28-48 по ГОСТ 1412-85.
Как показывает практика, существует объективная необходимость совершенствования состава и свойств конструкционных материалов, в особенности тех, у которых структура является основным фактором, обеспечивающим эффективность и долговечность работы сопряженных деталей, в частности металлических деталей фрикционных пар сухого трения.
Вопросами исследования структуры и свойств чугунов и сталей при различных условиях трения посвящено множество научных работ. В некоторых трудах отмечалось, что сплавы аустенитного класса обладают ценными качествами в условиях ударного, абразивного н других видов изнашивания, в частности, способностью самоупрочняться в процессе работы от действия внешних нагрузок. Это подтверждено практическим применением аустенитиых сталей для рабочих органов горнообогательного оборудования, крестовин железнодорожных рельс, траков гусеничных тракторов и.т.п.
В результате литературного обзора, анализа экспертных оценок, изучения режимов и условий эксплуатации фрикционных пар сухого трения было установлено, что целесообразным является исследование свойств аустенитного чугуна применительно к тормозным парам железнодорожного транспорта и ПТМ.
Немаловажным является вопрос выбора технологии получения чугуна необходимого качества на производственной базе литейного предприятия. Известно, что физико-механические свойства сплава определяют входные факторов, из которых основными являются: шихтовый материал, плавильный агрегат, способ модифицирования жидкого металла, способ разливки в литейные формы и последующего упрочнения заготовок. Эти условия формируют выходные параметры материала в том числе, механические и эксплуатационные характеристики.
В этой связи, необходимо изучить и разработать практические рекомендации по организации производства чугунов с заданными физико-механическими свойствами на имеющемся технологическом оборудовании конкретного предприятия.
Настоящая работа посвящена созданию износостойкого аустенитного чугуна и исследованию его работоспособности в литом и термообработанном (закаленном) состояниях в условиях сухого трения для повышения ресурса тормозных колодок железнодорожного транспорта и тормозных шкивов ПТМ машнн.
Диссертационная работа выполнена в рамках НИР Воронежской государственной лесотехнической академии (ВГЛТА) по научному направлению кафедры производства, ремонта и эксплуатации машин «Совершенствование материалов, технологий производства, ремонта и эксплуатации машин (2006 . 2010 гг.)».
Цель работы — повышение ресурса тормозных шкивом подъёмно-транспортных машин и тормозных колодок железнодорожного транспорта путем создания износостойкого чугуна и исследование его работоспособности в условиях сухого трения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи;
- провести анализ существующих материалов, традиционно применяемых для металлических деталей фрикционных пар сухого трения, а также технологических методов и приемов, способствующих повышению износостойкости тормозных шкивов ПТМ и тормозных колодок железнодорожного транспорта, оценить их преимущества и недостатки;
- разработать программный комплекс, позволяющий оптимизировать набор технологических методов и приемов, обеспечивающих получение заданного уровня механических и эксплуатационных свойств конструкционного чугуна, учитывая производственные возможности (сырьё, оснащение) предприятия, а также стоимость технологии;
- разработать химический состав и технологию получения аустенитного чугуна, исследовать влияние термической обработки на состояние его структуры и свойства при сухом трении;
- провести испытания на износ при сухом трении аустенитного чугуна в литом и термообработанном состоянии в сравнении с фосфористым чугуном и СЧ 28-48, сталью 40Х применяемыми, соответственно, для тормозных колодок железнодорожного транспорта и тормозных шкивов подъем по-транспортных машин;
- осуществить металлографические, рентгеноструктурные и электронномикроскопические исследования аустенитного чугуна в целях объяснения механизма его упрочнения и изнашивания при сухом трении;
- определить математические зависимости, устанавливающие связь между эксплуатационными, структурными параметрами марганцовистого чугуна и нагрузочно-скоростиыми факторами.
Объект и методы исследования.
Объектом исследований является аустентггный чугун предложенного химического и структурного состава, работающий в условиях сухого трения, применительно к тормозным шкивам подъемно-транспортных машин и тормозным колодкам локомотива. Для достижения поставленной цели использовались теоретические и экспериментальные методы исследования. При изучении структуры материалов применяли металлографический, рентгеноструктурный и электронномикроскопический способы. Теоретические исследования выполнены с использованием методов математического планирования эксперимента. Экспериментальная проверка основных теоретических положений проводилась на модельных образцах с применением лабораторных машин, а также на натурных образцах в условиях эксплуатации. Обработка результатов осуществлялась методами математической статистики при компьютерной поддержке.
Научные положения, выносимые на защиту:
- результаты исследования влияния марганца на структуру и свойства аустенитного чугуна при сухом трении;
- результаты исследования влияния термической обработки на структуру и свойства аустенитного марганцовистого чугуна при сухом трении;
- программный комплекс, обеспечивающий совершенствование подхода при выборе технологии получения требуемых свойств конструкционного чугуна с учетом имеющегося на предприятии сырья и оборудования;
- результаты исследования работоспособности аустенитного марганцовистого чугуна в литом и закаленном состоянии в условиях сухого трения применительно к фрикционным парам тормозов подъёмно-транспортных машин и железнодорожного транспорта; I
- аналитические зависимости, устанавливающие связь между структурными t параметрами аустенитного чугуна и нагрузочно-скоростными режимами его эксплуатации, а также неявные зависимости, определяющие взаимосвязь параметров между собой; i
- результаты эксплуатационных испытаний и технико-экономическое I I обоснование целесообразности применения в качестве материала для' тормозных шкивов ПТМ и тормозных колодок железнодорожного траспорта износостойкого аустенитного марганцовистого чугуна.
Научная новизна. J
1 Разработан износостойкий аустенитный чугун нового химического состава, позволяющий существенно повысить ресурс тормозных шкивов подъемно-транспортных машин и тормозных колодок железнодорожного транспорта.
2 Экспериментально изучено влияние закалки с различным временем I выдержки при закалочной температуре на структуру и свойства аустенитного марганцовистого чугуна. Установлено, что закалка способствует аустенизации I марганцовистого чугуна, измельчению его структурных составляющих и их более равномерному распределению в основе, при этом износостойкость чугун(при сухом трении возрастает. J„,
3 Экспериментально установлено, что аустенитный чугун предложенного химического состава превосходит по износостойкости фосфористый ' перлитный чугун и сталь 40Х в 2,5 и 1,8 раза, соответственно. Износостойкость аустенитного чугуна, полученного закалкой, была несколько меньше литого состояния, но при этом он в 1,8 . 2 раза меньше, чем фосфористый перлитный чугун!изнашивал сопряженную с ним поверхность контртела.
4 Предложена математическая модель, устанавливающая связь между Нагрузочно-скоростными режимами, параметрами структуры аустенитного чугуна и его эксплуатационными свойствами при работе в условиях сухого трения. h
Разработан алгоритм обработки базы данных, позволяющий выбрать наиболее i ! рациональный набор технологических приемов, обеспечивающих получение заданного уровня эксплуатационных свойств чугуна. , S
Практическая ценность состоит в разработке износостойкого чугуна, I применение которого позволяет существенно повысить ресурс тормозных шкивов ПТМ и колодок железнодорожного транспорта. По итогам сравнительных эксплуатационных испытаний тормозных шкивов, аустенитный марганцовистый чугун был принят к использованию на ОАО «Воронежавтодор» г.' Воронеж.
Разработанный программный комплекс по результатам успешной апробации был
11 внедрен в технологический процессе литейного предприятия ООО ПКФ «Флатер» г. Воронеж.
Результаты исследований были адаптированы и внедрены в учебный процесс ВГЛТА для студентов специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство», а также могут быть рекомендованы научным работникам, технологам и аспирантам, занимающимся совершенствованием свойств конструкционных материалов.
Достоверность научных положений обеспечена корректной постановкой задач исследования, обоснованным объёмом экспериментального Материала, позитивными результатами лабораторных и эксплуатационных испытаний. Достоверность результатов работы подтверждается отсутствием противоречий с данными других исследователей. Апробация работы.
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежской государственной лесотехнической академии (2005 - 2008 гг.), II международной научно-практической конференции 1 «Студент, I специалист, профессионал ССП - 07» (Москва, 2007), Всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления развития науки и технологий» (Тула, 2007); Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Вологда, 2007).
Личное участие автора состоит в проведении экспериментов по1 изучению I влияния марганца на структуру и свойства аустенитного чугуна; исследовании влияния термической обработки на фазовый состав и определении оптимальных i режимов закалки, позволяющих получить заданные свойства аустенитного чугуна; разработке алгоритма программы, обеспечивающей совершенствование подхода при выборе технологических методов и приемов, способствующих получению заданных свойств чугуна; получении экспериментальных зависимостей; проведении эксплуатационных испытаний; формулировки выводов. Публикации.
Основное содержание диссертации изложено в 12 печатных работах, в том числе в 8 статьях, 2 из которых - в издании, рекомендованном ВАК России, двух патентах на изобретение, двух свидетельствах о регистрации программы. Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов по работе, списка использованных источников и приложений. Общий
Похожие диссертационные работы по специальности «Металловедение и термическая обработка металлов», 05.16.01 шифр ВАК
Повышение эксплуатационных характеристик двигателей лесовозных автомобилей2000 год, кандидат технических наук Карпов, Александр Семенович
Повышение износостойкости колес железнодорожного подвижного состава путем уменьшения выщербинообразования на поверхности катания2000 год, кандидат технических наук Нахимович, Ирина Алексеевна
Структурные превращения при трении и износостойкость закаленных углеродистых сталей2006 год, кандидат технических наук Солодова, Ирина Леонидовна
Исследование динамики торможения ленточно-колодочного тормоза буровой лебедки2002 год, кандидат технических наук Ахметов, Нуркен Махсутович
Трибологические аспекты повышения износостойкости и контактно-усталостной выносливости колес подвижного состава1996 год, доктор технических наук Марков, Дмитрий Петрович
Заключение диссертации по теме «Металловедение и термическая обработка металлов», Попов, Дмитрий Анатольевич
Выводы
1 В условиях сухого трения в паре «чугун-сталь» наибольшей износостойкость обладает аустенитный марганцовистый чугун со структурой в состоянии отливки. Его весовой износ был в 2,0.2,5 раза меньше, чем у перлитного чугуна СЧФ. Наименьшее изнашивание экспериментального чугуна наблюдается в диапазоне низких и средних удельных давлений до 1,5 МПа. Однако при выборе оптимальных режимов работы пары трения необходимо учитывать совместное влияние скорости скольжения и удельного давления, так как оба фактора вызывают появление и развитие третьего — фрикционного нагрева.
2 Влияние температуры на изнашивание пары трения имеет неоднозначный характер. Незначительный фрикционный нагрев, до температуры 150 °С, стимулирует образование окисной пленки, облегчает деформационное упрочнение аустенита, при снятии нагрузки объемная температура интенсифицирующая диффузионные процессы, частично снижает напряжения, накопленные в поверхностном слое в процессе трения. С другой стороны, рост температуры приводит к размягчению поверхности трения, т.е. к снижению металлической связи и, как следствие, более легкому отделению частиц металла друг от друга — износу.
3 Наблюдения за изменением коэффициента трения в процессе изнашивания при варьировании удельным давлением и скоростью скольжения показали, что рост скорости скольжения вызывает снижение коэффициента трения, на всем интервале, в то время как удельное давление приводит к его снижению только до некоторого значения, после которого наблюдается его рост. В общем случае, коэффициент трения в паре с аустенитным чугуном был несколько выше, чем с перлитным, его изменения носили стабильный характер. Основной причиной, вызывающей интенсивный рост коэффициента трения при высоких удельных давлениях, является разрушение окисной пленки от действия давления и температуры, размягчающей основу. При этом возникают очаги схватывания, которые приводят к росту силы трения.
4 Высокая, в сравнении с эталонными материалами, износостойкость экспериментальных чугунов объясняется их гетерогенной структурой.
Метастабильный аустенит чугуна ИЧл в процессе трения упрочняется не столько за счет механического наклепа, сколько от фазового превращения аустенита в мартенсит деформации, прочность и износостойкость которого выше, чем мартенсита закалки.
5 Эксплуатационные испытания тормозных шкивов транспортной тележки козлового крана ККС-10 дали качественное подтверждение результатов исследований, проведенных в лабораторных условиях, и показали, что тормозные шкивы, изготовленные из экспериментального марганцовистого чугуна как в литом так закаленном состоянии, обладают сравнительно высокой износостойкостью по отношению к традиционно используемых для таких деталей стали 40Х и СЧ28-48. В результате эксплуатационных испытаний тормозных колодок локомотива было установлено, что износостойкость ИАЧл и ИАЧз была соответственно в 2,4 и 2,1 раза выше, чем фосфористого чугуна СЧФ, что является весомым основанием для расчета технико-экономической целесообразности внедрения аустенитного чугуна.
6 Получены результаты расчета экономической эффективности от применения экспериментального аустенитного марганцовистого чугуна взамен конструкционных сталей и серого перлитного чугуна. Годовой экономический эффект от применения ИЧл при условной годовой программе 1000 шкивов* составил:
- по отношению к стали 40Х - 174254 рубля;
- по отношению к СЧ28-48 - 23354 рубля.
Экономический эффект от применения аустенитного чугуна для тормозных колодок ж.-д. транспорта взамен фосфористого перлитного составил для ИАЧ 310136 руб., для ИАЧз - 95770 руб. при условной годовой программе 1000 колодок.
1 Изучено влияние содержания марганца на фазовый состав и заданные свойства аустенитного чугуна и установлено, что содержание марганца 9,5. 10,5% в чугуне обеспечивает формирование структурного состава, отличающегося наибольшей износостойкостью при сухом трении;
2 Исследовано влияние термической обработки (закалки), с различным временем выдержки при закалочной температуре, на структуру и свойства марганцовистого чугуна. Было установлено, что закалка приводит к практически полной его аустенизации (80.95%) и как следствие, существенному снижению твердости до 160. 170 НВ. Увеличение времени выдержки вызывало измельчение карбидных и графитных составляющих, их более равномерное распределение в металлической матрице. Выдержка образцов в течение 2 часов при температуре закалки наиболее благоприятно влияет на соотношение фазового состава, размер, форму и распределение карбидных и графитных включений, что вызывает повышение его износостойкости при сухом трении.
3 Разработан программный комплекс, обеспечивающий совершенствование традиционного подхода при создании чугунов с заданным набором физико-механических свойств. Производственные испытания программы показали, что она эффективно работает в рамках первоначально заложенных данных, в связи с чем, была внедрена в технологический процесс литейного предприятия.
4 По итогам сравнительных лабораторных испытаний на износ установлено, что износостойкость марганцовистого чугуна как в литом так и закаленном состоянии превосходила серый фосфористый чугун в среднем 2,2 . 2,5 раза. По износостойкости закаленный аустенитный чугун несколько уступал литому, но при этом в 1,8 . 2 раза меньше изнашивал сопряженный с ним стальной ролик. Данный факт является особо значимым, так как проблема повышения ресурса металлоемкого дорогостоящего ж.-д. колеса, по-прежнему, остается одной из приоритетных задач научных исследований. В связи с чем, рекомендуем проведение дополнительных стендовых и эксплуатационных испытаний закаленного марганцовистого чугуна применительно к тормозной паре колодка — железнодорожное колесо. В паре с фрикционным материалом износ аустенитного чугуна был в 2 и 1,8 раза меньше, чем сталь 40Х и СЧ 28-48, соответственно.
5 Установлено, что высокая износостойкость марганцовистого чугуна в литом состоянии объясняется его более совершенной структурой, состоящей из метастабильного аустенита, упрочненного мелкодисперсными карбидами, равномерно распределенными в металлической матрице. В процессе трения поверхность образцов упрочнялась от наклепа аустенита и превращения его в мартенсит деформации.
6 Получены уравнения регрессии, определяющие связь между физико-механическими параметрами марганцовистого чугуна и нагрузочно-скоростными факторами (удельным давлением, скоростью скольжения). Установлены области наиболее благоприятного сочетания нагрузочных режимов эксплуатации деталей из аустенитного чугуна при сухом трении, соответствующие режимам работы тормозных шкивов ПТМ.
7 Эксплуатационные испытания качественно подтвердили результаты лабораторных исследований. При этом экономический эффект от использования марганцовистого чугуна (после литья) для тормозных шкивов ПТМ взамен стали 40Х составил 174254 руб. при условной годовой программе 1000 шкивов. Предполагаемый экономический эффект от использования марганцовистого чугуна в закаленном состоянии для тормозных колодок локомотива, взамен серого фосфористого чугуна, составил 95770 руб. на 1000 колодок. I I i I
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Попов, Дмитрий Анатольевич, 2009 год
1. Александров, М. П. Тормоза подъёмно-транспортных машин Текст. / М. П. Александров. -М.: Машиностроение, 1976. 383 с.
2. Повышение Эффективности тормозных устройств. Свойства фрикционных материалов Текст. : сб. Науч. Тр. Под ред. В. С. Щедрова / АН СССР. Вып. 5 (1959) -М.: АН СССР, 1959.
3. Гудченко, В. М. Основы создания фрикционных материалов для напряженных тормозов Текст. / В. М. Гудченко, И. В. Крагельский // Трение и износ в машинах. — 1958.-№ 12.-С. 7-9.
4. Германчук, Ф. К. Долговечность и эффективность тормозных устройств Текст. / Ф.
5. К. Германчук. М. : Машиностроение, 1973. - 176 с.i
6. Станчев, Д. И. Конструкционные материалы для лесных машин Текст. / Д. И. Станчев. Воронеж : ВГУ, 1982. - 172 с.
7. Гречин, В. П. Износостойкие чугуны и сплавы Текст. : В. П. Гречпн. М. : Машгиз, 1961.-398 с.
8. Воронков, Б. Д. Подшипники сухого трения Текст. / Б. Д. Воронков. JT. : Машиностроение, 1968. - 140 с.
9. Крагельский, И. В. Процессы трения в тормозах авиаколес. Подбор фрикционных пар Текст. / И. В. Крагельский, Г. Е. Чупилко, А. В. Чичинадзе. М.: АН СССР, 1955. 223 с.
10. Макридин, И. П. Исследование новых элементов тормозов крановых механизмов Текст. : / И. П. Макридин, Б. М. Абакумов // сб. науч. тр. / ВНИИПТМАШ. Москва, 1969.-Вып. 4(91) С. 107-119.
11. Металловедение и термическая обработка стали и чугуна Текст. : справочник /I
12. О. Н. Альтгаузен и др.. М. : Металлургиздат, 1957. — 1204 с.
13. Александров, М. П. Тормозные устройства в машиностроении Текст. / М. П. Александров. — М. : Машиностроение, 1965. 341 с.
14. Повышение износостойкости и срока службы машин Текст. // Тезисы докладов в пяти выпусках. Вып. 3 Антифрикционные и фрикционные материалы, работающие в особых условиях. Киев, 1970. - 189 с.
15. Литовченко, Н. Н. Восстановление дисков сцепления, тормозных барабанов, дисков и шкивов электродуговой металлизацией Текст. / Н. Н. Литовченко, Г. Г. Раджабов, И. В. Денисов // Сварочное производство. 2001. - № 7. - С. 39-40.
16. Шамко, Bi Восстановление тормозных барабанов Текст. / В. Шамко, П. Веришко //<f.
17. Автомобильный {транспорт. 1992. - № 9. - С. 26.
18. Чичинадзе, А., В. Расчет, испытание и подбор фрикционных пар Текст. / А. В. Чичинадзе, Э. Д. Браун, А. Г. Гинзбург, 3. В. Игнатьева. М. : Наука, 1979. - 266 с.
19. Froad A.D., Maclcengie D. K., Hewcomb T. P. Test Carried out with a Motor Coach on Alpien Passes. Automobile Engineer, 1969, vol. 59, №12.
20. Марченко, E. А. Поведение поверхностного слоя шлифованной стали 45 в условиях сухого трения скольжения Текст. / Е.А. Марченко, Е.Ф. Непомнящий и др. // Известия
21. АН СССР. Металлы. - 1969. - №6. - С. 14-17.i ! j
22. Долецкий, В'. |А. Увеличение ресурса машин технологическими методами Текст.
23. В. А. Долецкий,iB. Н. Бунтов и др.. -М. : Металлургия, 1978. 215 с.f
24. Казаринов, В. М. Теоретические основы проектирования и эксплуатации1автотормозов Текст. / В. М. Казаринов, В. Г. Иноземцев, Ф. В. Ясенцев. М. : Транспорт, 1968.-301 с.
25. Пыжевич, JI. М. Расчет фрикционных тормозов Текст. / Л. М. Пыжевич. М. : Машиностроение, 1964. - 147 с.г
26. Крагельский, (И. В. Трение и износ Текст. / И. В. Крагельский. М. : Машиностроение! 1968.-451 с.
27. Хрущов, М. Ivl. Основные вопросы развития теории изнашивания Текст. / М. М. Хрущов : сб. [«Развитие теории трения и изнашивания». М. : АН СССР, 1957. - 394 с.
28. Чичинадзе, А'. В. Расчет и исследование внешнего трения при торможении Текст. /
29. А. В. Чичинадзе.;-' М. : Наука, 1967. 215 с.s )
30. Голего, Н1. Л. Исследование упруго-пластической деформации поверхностных слоев при трении в условиях вибросмещений Текст. : сб. «Повышение износостойкости и срока службы машин» / Н. Л. Голего, Б. П. Шелест. Киев, УкрНИИНТИ, 1970. Вып. 1. - 355 с.
31. Гороховский, Г. А. Методика и результаты исследования изнашивания элементов пары трения металл-пластмасса при сухом граничном трении Текст. /: сб. «Трение, смазка и износ деталей машин» / Г. А. Гороховский. Киев, КИГВФ, 1961. Вып. 2 - 178 с.1. V s I
32. Дьяченко,, П.4Е. Площадь фактического контакта сопряженных поверхностейi
33. Текст. / П. Е. Дьяченко, Н. Н. Толкачева, Г.А. Андреев, Т. М. Карпова. М. : АН СССР, 1963.-141 с.
34. Голего Н. Л. Исследование качественных и количественных закономерностей явлений схватывания металлов и меры борьбы с ними в машинах Текст. / Н. Л. Голего. Киев : КИГВФ, 1960. - 334 с.
35. Костецкий, Б. И. Трение, смазка и износ в машинах Текст. / Б. И. Костецкий. -Киев : Техника, 1970. 540 с.
36. Кащеев, В. Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов Текст. / В. Н. Кащеев. -М. : Машиностроение, 1978.-213 с.
37. Горячева, И. Г^. Механика фрикционного взаимодействия Текст. / И. Г. Горячева —
38. М. : Наука, 2,001. Ц 478 с.1 1 ( ? ! '1.I
39. Коконин, С. С. О схватывании и вибрации дисковых авиатормозов Текст. : Тезисы докладов научно-технического совещания «Физико-химическая механика фрикционного взаимодействия» / С. С. Коконин. -М. : ИМАШ, 1971. 150 с.
40. Костецкий, Б. И. Сопротивление изнашиванию деталей машин Текст. / Б. И. Костецкий. — Киев : Машгиз, 1979. 355 с.
41. Марковский, Е. А. Изменение химического состава поверхностных слоев сплавов, деформированных трением Текст. / Е. А. Марковский, Б. А. Кириевский. в кн. Проблемы трения и изнашивания. - Киев : Техника, 1974. - № 6. - С. 105.
42. Исследование структуры фрикционного материала при трении Текст. / М.: Наука, 1972.-131 с.
43. Любарский, М. М. Металлофизика трения Текст. / М. М. Любарский. М. : Металлургия, 1976. — 176 с.
44. Криштал, М. <!А. Диффузионные процессы в железных сплавах Текст. / М. А. Криштал. М. : Металлургиздат, 1963. - 277 с.
45. Голего, Н. Л.'! Исследование качественных и количественных закономерностей явлений схватывания металлов и меры борьбы с ними в машинах Текст. / Н. Л. Голего. Киев : КИГВФ, 1960. - 284 с.
46. Костецкий, Б. И. Анализ эксплуатации фрикционных материалов тормозных устройств Текст. / Б. И. Костецкий, Ф. К. Германчук // Вестник машиностроения. -1962. -№ ю:- С. 5-7.
47. Крагельский, И. В. Коэффициенты трения Текст. / И. В. Крагельский, И. Э. Виноградова. М. : Машгиз, 1962. - 344 с.
48. Чичинадзе, А. В. Учет изменения фрикционного контакта при расчете температуры поверхности трения Текст. / А. В. Чичинадзе, 3. В. Игнатьева // Машиноведение. -1971. — № 4. — С.|11-17.
49. Чичинадзе, AI: В. Расчет и исследование температурного режима автомобильных1 Iтормозов Текст. / А. В. Чичинадзе, [и др.]. // Автомобильная промышленность. — 1972. № 7. - С. 1-4.
50. Чичинадзе, А. В. К расчету температур при переменной мощности трения Текст. / А. В. Чичинадзе, А. Г. Гинзбург // Машиноведение. 1971. - № 5. - С. 15-20.
51. Чичинадзе, А. В. Тепловая динамика трения и изнашивания фрикционных пар Текст. /
52. А. В. Чичинадзе // Проблемы машиностроения и надежности. 1996. - № 5. - С. 71-79.1
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.