CC BY
7Технология и ме%атронщ& в машиностроении
6. Le D. Mekhanika formoobrazovaniya struzhki pri ortogonal'nom rezanii // Teoreticheskie osnovy inzhenernykh raschetov. Trudy amerikanskogo obshchestva inzhenerov-mekhanikov, ASME. 1984. Vol. 106. № 1. P. 10-17.
7. Ramenskaya E. V., Filippov Yu. A. Mekhanizm generirovaniya i rasprostraneniya vibratsii v tekhnologicheskikh mashinakh // Vestnik SibGAU. 2012. Vol. 1 (41). P. 132-138
8. Analiz tekhnicheskogo reglamenta na diskovye pily dlya raskroya anizotropnykh materialov / I. N. Spitsyn,
K. Yu. Filippov, A. A. Vorob'ev, A. N. Yunosov // Reshetnevskie chteniya: materialy XVII Mezhdunar. nauch. konf.; Sib. gos. aerokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2013. Ch. 1. P. 296-297.
9. GOST R ISO 5725-2-2002 Tochnost' (pravil'nost' i pretsizionnost') metodov i rezul'tatov izmereniy. Chast' 2. Osnovnoy metod opredeleniya povtoryaemosti i vosproiz-vodimosti standartnogo metoda izmereniy. M., 2009. 43 p.
© Филиппов К. Ю., Янковская Н. Ф., Раменская Е. В., 2016
УДК 621. 373
МЕТОДИКА МИКРОУРОВНЕВОГО АНАЛИЗА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТЕЙ
В. И. Шастин1^*, В. Б. Кашуба2,ь, И. С. Cитов2,d
1Иркутский государственный университет путей сообщения Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15 2Братский государственный университет Российская Федерация, 665709, г. Братск, ул. Макаренко, 40 E-mail: akafedra-td@mail.ru, bnauka@brstu.r" Ccitov@ya.ru
Предлагается методика комплексной оценки физико-механических и трибологических свойств гетерогенной системы поверхностного слоя.
Ключевые слова: поверхностный слой, микроанализ, износостойкость.
METHODOLOGY OF MICRO-LEVEL ANALYSIS OF PHYSICO-MECHANICAL AND TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF SURFACES
V. I. Shastin1,a*, V. B. Kashuba2,b, I. S. Sitov2,c
1Irkutsk State Transport University 15, Chernyshevskogo Street, Irkutsk, 664074, Russian Federation
2Bratsk State University 40, Makarenko Street, Bratsk, 665709, Russian Federation E-mail: akafedra-td@mail.ru, bnauka@brstu.ru, csitov@ya.ru
The paper proposes a technique of integrated evaluating physical-mechanical and tribological properties of the heterogeneous system of the surface layer.
Keywords: the surface layer, microanalysis, wear resistance.
Введение. Качество поверхностного слоя деталей машин является одним из основополагающих показателей работоспособности и надежности машин. Комплексная оценка состояния поверхности учитывает не только все виды неровностей, но и основные физико-механические свойства, включающие структурный, фазовый, химический составы, остаточные напряжения, микродеформации, микротвердость и др. Для их оценки в поверхностном слое используются достаточно большое количество параметров, что привело к развитию нового научного направления по инженерии поверхностей [1].
Общие методологические положения. Долговечность деталей не может быть обеспечена только классом чистоты поверхности. Доказано, что эксплуатационные свойства зависят от несущей способности профиля шероховатости, характеризуемой относи-
тельной длиной опорной линии и ее параметрами. При этом реальный контакт деталей машин происходит далеко не по всей геометрической площади, а по фактической площади контакта, которая может составлять 3... 5 % от геометрической. Поэтому в теории износа все большее распространение получают комплексные параметры для оценки качества деталей машин [2].
На стадии проектирования, исходя из функционального назначения детали, задаются такие физико-механические и трибологические свойства поверхности, которые обеспечивали бы требуемую долговечность с минимальными затратами на все последующие этапы работы.
На практике невозможно достичь оптимальных свойств поверхностного слоя без использования эффективных средств контроля и испытания. Такой этап
<Тешетневс^ие чтения. 2016
является, пожалуй основополагающим в смысле обеспечения надежности и работоспособности изделия. Для комплексного контроля существует большое разнообразие методов и средств. Однако большинство из них являются пассивными, констатирующими отдельные показатели физико-механических свойств, например контактную жесткость, прочность, коррозионную стойкость и различные виды износостойкости по отдельности. Их большое разнообразие приводит часто к значительному рассеиванию результатов исследования по одним и тем же поверхностям. Естественно, это свидетельствует о необходимости создания более унифицированных многофакторных методик испытания поверхностных слоев деталей, что является одной из основных задач исследований, рассматриваемых в данной работе.
Особенности подхода. Предлагается метод исследования, позволяющий моделировать большинство параметров нагружения и условий работы, которые испытывает и претерпевает поверхностный слой в процессе эксплуатации.
Рассматриваются особенности использования методики микроуровневого анализа физико-механических и трибологических свойств гетерогенного поверхностного слоя. В основе методики лежат процессы, происходящие в жидких средах при возбуждении в них ультразвуковых колебаний высокой интенсивности. Для её реализации разработан и запатентован ряд способов оценки эксплуатационных свойств поверхностного слоя [2-4].
Заключение. Наряду с объективной оценкой износостойкости данная методика исследования позволяет выявить корреляционную связь между такими важными свойствами и параметрами исследуемых материалов как структурная неоднородность и твердость в пределах исследуемых монослоев.
В этой связи, предоставляется возможным проведение комплекса исследований, начиная с металлографического анализа и изучения микроструктуры упрочненного слоя, измерения микротвердости слоев с последующим анализом их износостойкости. Предлагается исследования осуществлять на обычных микрошлифах, подвергая их последовательному комплексному анализу. Таким образом, ограничившись и подвергнув исследованию лишь один микрошлиф, можно получить целый ряд важных структурных, физико-механических и трибологических свойств поверхностных слоев материала. Предлагаемая методи-
ка позволяет не только сократить объем подготовительных и экспериментальных работ, но и повысить достоверность, объем и качественный состав исследовательского материала. Испытания можно осуществлять в различных средах, имитируя при этом различные условия смазки, влияние коррозийных сред и т. д.
Библиографические ссылки
1. Суслов А. Г., Дальский А. М. Научные основы технологии машиностроения. М. : Машиностроение, 2002. 425 с.
2. Шастин В. И., Коновалов Н. П. Технологическое обеспечение процессов лазерного модифицирования поверхностей конструкционных сплавов : монография. Иркутск : Изд-во ИРНИТУ, 2016. 164 с.
3. Шастин В. И., Горовой А. М. Патент РФ. Способ микроанализа износостойкости твердых материалов / ИВВАИУ. № 2549895 ; заявка № 2007134796 ; приоритет 18 сент. 2007 г.; зарег. 20 марта. 2009 г.
4. Шастин В. И. Патент РФ. Способ определения микротвердости. ФГБОУ ВПО ИрГУПС. № 2465569; заявка № 2010137433 ; приоритет 08 сент. 2010. зарег. 27 окт. 2012 г.
References
1. Suslov A. G., Dal'skii A. M. Nauchnye osnovy tehnologii тазЫпоэйоепуа^аепййс fundamentals of mechanical engineering technology]. M. : Mashinostroenie, 2002. 425 р.
2. Shastin V. I., Konovalov N. P. Tehnologicheskoe obespechenie processov lazernogo modifitirovanijа poverhnostei konstrukcionnyh splavov: monografyа [Technological providing of processes of laser surface modification of structural alloys: a monograph]. Irkutsk : Izd-vo IRNITU, 2016. 164 р.
3. Shastin V. I., Gorovoi A. M. Patent R.F. Sposob mikroanaliza iznosostoikosti tverdyh materialov [Method of microanalysis of wear resistance of hard materials] / IVVAIU. № 2549895; zajаvka № 2007134796 ; prioritet 18 sent. 2007 g.; zareg. 20 marta. 2009.
4. Shastin V. I. Patent R.F. Sposob opredelenijа mikrotverdosti [Method of determination of microhardness]. FGBOU VPO IrGUPS. № 2465569; zajаvka № 2010137433; prioritet 08 sent. 2010. zareg. 27okt. 2012.
© Шастин В. И., Кашуба В. Б., Ситов И. С., 2016
УДК621.365,697.278
ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ ВОДЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ
И. Я. Шестаков, А. А. Фадеев, В. И. Шестаков
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: yakovlevish@mail.ru
В производстве деталей летательных аппаратов используются электрохимические и химические процессы с применением рабочих жидкостей повышенной температуры. Для нагрева жидкостей используют горячую воду, пар, при этом энергозатраты значительны из-за больших объёмов ванн и повышенной теплоёмкости
