CC BY
24
ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ
УДК 621.923.5
СИНТЕЗ ДИАГРАММЫ АББОТА
А. С. Ямников, Л. Л. Сафарова
Рассмотрен вопрос получения диаграммы Аббота. Выполнен расчет, синтез диаграммы Аббота и профилограммы поверхности, обработанной хонингованием. Сделаны выводы о недостатках метода обработки смазочных карманов на АО «АК «Туламашзавод».
Ключевые слова: цилиндр, технологическая эффективность, шероховатость, диаграмма Аббота.
Создание надежных двигателей с высокими технико-экономическими показателями напрямую зависит от повышения требований к точности и качеству изготовления деталей. На АО «АК «Туламашзавод» производят дизельные двигатели серии ТМЗ-450Д, ТМЗ-520Д, ТМЗ-650Д. Одной из ответственных деталей дизельного двигателя является «Цилиндр» (рис.1).
1. Заготовка - отливка.
2. Материал - специальный цилиндровый чугун, применяемый только для изготовления «Цилиндров». Химический состав специального цилиндрового чугуна приведен в таблице
Таблица 1
Химический состав специального цилиндрового чугуна
с Мп Сг N1 Р 8
3-3,5% 0,5-0,9% 2,1-2,7% 0,3-0,6% 0,7-1,3% 0,1-0,6% < 0,14%
Точность отливки 11-0-0-16 ГОСТ 26645-85. 3. Деталь имеет цилиндрическую форму, на внешней поверхности которой 10 ребер.
Внутренняя поверхность представляет собой зеркало цилиндра и требует обработку высокой точности. От качества изготовления данной поверхности зависит дальнейшая работа двигателя, а конкретно такие показатели как износостойкость цилиндров ДВС и поршневых колец, расход масла, а также долговечность ДВС. Простым и эффективным способом, увеличивающим долговечность трущихся деталей, является нанесение на контактирующие поверхности частично-регулярного микрорельефа (ЧРМР) в виде смазочных микрокарманов [2-6]. Микрокарманы на поверхности накапливают смазочный материал, что исключает эффект «пленочного голодания». Хонингованием получают зеркало «Цилиндра» и смазочные микрокарманы.
Для контроля качества поверхности зеркала цилиндра конструкторской документацией заложено требование: микрогеометрия зеркала цилиндра должна представлять редкую сетку впадин по глубине соответствующей диаграмме Аббота, замеры по производятся с 20% (табл.1).
Таблица 2
Требуемая относительная опорная длина профиля
1 р, % 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Глубина, мкм 0... 0,62 0,14. 0,96 0,27. 1,1 0,4. 1,35 0,55. 1,6 0,7. 1,8 0,8. 2,7 2,1. 5,4 5,0. 8,0
Диаграмма Аббота представляет собой зависимость между глубиной измерения и относительной опорной длиной профиля (см. рис. 2).
На АО «АК «Туламашзавод» произведен замер окончательно обработанной внутренней поверхности «Цилиндра». Измерение проводили на профилографе-профилометре «Сейтроник ПШ 8-4», который автоматиче-
31
ски на ЭВМ строит профилограмму измеряемой поверхности. Полученный результат показал, что диаграмма Аббота не входит в заданную область. Исходя из этого, была проанализирована профилограмма, полученная на «Сейтронике ПШ 8-4» и как следствие произведен расчет для дальнейшего синтеза профилограммы и диаграммы Аббота.
сз
со
си
ю =л
мкм о
-2 -4 -6
-8 -10 -12 -14
ч <У/ X//
А
V
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100%
Относительная опорная Алина профиля
Рис. 2 Диаграмма Аббота
Расчет произведен в соответствие с ГОСТ 2789-73 по формуле:
tp = т I, (1)
1=1 /
где tp - относительная опорная длина профиля; р - значения уровня сечения профиля [7]; ЬI - длина отрезка в пределах базовой длины, отсекаемого на заданном уровне в материале профиля линией, эквидистантной средней линии; I - длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности.
Так как на реальной профилограмме на 1000 мкм мы видим четыре глубоких смазочных кармана, берем шаг равный этому значению. Из формулы (1) рассчитываем сумму длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданной глубине в материале профиля линией, эквиди-
п
стантной средней линии ^ Ь и делим на отрезки кратными шагу между
I=1
смазочными карманами. Синтезируем профилограмму и диаграмму Аббота (рис. 3, 4).
длина Базовой линии, мкм
Рис. 3. Синтез участка (1/6) профиллограммы: 1 - линия выступов, 2 - расчетная профиллограмма, 3 - профиллограмма, полученная
в результате измерения
си со си
ю =л
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100%
Относительная опорная Алина профиля 1р
Рис. 4. Синтез диаграммы Аббота: 1 - диаграмма Аббота, полученная в результате измерения; 2 - расчетная диаграмма Аббота
Анализируя синтез профилограммы (рис. 3) можем сделать следующие выводы:
1) глубина смазочных карманов расчетного профиля больше, чем полученная хонингованием на АО «АК «Туламашзавод»;
33
2) относительная опорная длина профиля tp величиной 20% после
хонингования на АО «АК «Туламашзавод» соответствует глубине резания 1,3 мкм, что не удовлетворяет условиям выполнения диаграммы Аббота (см. табл. 2).
Из вышеизложенного следует, что для получения заданной диаграммы Аббота необходимо определить способ обработки внутренней поверхности «Цилиндра», при котором будет получена расчетная профило-грамма (рис. 3).
Методом хонингования можно получить необходимую поверхность при следующих условиях:
1) глубина резания алмазными брусками должна быть не менее 5
мкм,
2) после нанесения сетки на внутреннюю поверхность цилиндра необходимо плосковершинное хонингование, выполненное брусками с достаточной расчетной рабочей поверхностью на определенных режимах резания.
Список литературы
1. Производственное Объединение "ТУЛАМАШЗАВОД". [Электронный ресурс] URL: www.tulamash.ru. (дата обращения 18.03.2018).
2. ГОСТ 24773-81. Поверхности с регулярным микрорельефом. Изд-во стандартов. 1981. 14 с.
3. Шнейдер Ю.Г. Образование регулярных микрорельефов на деталях и их эксплуатационные свойства / Ю.Г. Шнейдер. Л.: Машиностроение, 1972. 240 с.
4. Крагельский И.В. Трение и износ / И.В. Крагельский. М.: Машиностроение, 1968. 480 с.
5. Терехин Н.А., Ямников А.С., Ямникова О. А. Взаимное влияние погрешностей формы и расположения сопрягаемых поверхностей на относительную площадь пятна контакта // Сборка в машиностроении, приборостроении, 2014, №10 (171). С. 40-43.
6. Ямников А.С., Ямникова О.А., Кашмин О.С. Эмпирические зависимости величины сближения контактирующих деталей при импульсной нагрузке // Сборка в машиностроении, приборостроении, 2015, №3. С. 4248.
7. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. 1975. [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru. Дата обращения 22.05.2018.
Ямников Александр Сергеевич, д-р техн. наук, профессор, yamnikovas@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
34
Сафарова Людмила Леонидовна, аспирант, l.bashkirceva@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
SYNTHESIS OF THE ABBOTT DIAGRAM A.S. Yamnikov, L.L. Safarova
The paper considers the question of obtaining the Abbot diagram. The calculation, synthesis of the Abbott diagram and profilogram of the surface processed by honing is performed. Conclusions are drawn about the shortcomings of the lubrication pockets processing method at JSC "AK" Tulamashzavod".
Key words: cylinder, technological effectiveness, roughness, Abbott's chart.
Yamnikov Alexander Sergeevich, doctor of technical sciences, professor, yamnik-ovas@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Safarova Lyudmila Leonidovna, postgraduate, l.bashkirceva@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 539.4
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ КОРРОЗИОННО-МЕХАНИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ АРМАТУРНЫХ СТАЛЕЙ В ВОДОРОДОСОДЕРЖАЩИХ СРЕДАХ
Н.Н. Сергеев, В.В. Извольский, А.Н. Сергеев, С.Н. Кутепов, А.Е. Гвоздев,
Д.С. Клементьев, О.В. Пантюхин
Статья посвящена разработке комплексной методики исследования коррози-онно-механического разрушения арматурных сталей при их испытаниях на длительную прочность в водородсодержащих средах. Показано, что в зависимости от условий наводороживания (температуры и химического состава коррозионной среды, вида поляризации) механические свойства арматуры резко изменяются в начальный период эксперимента. При дальнейшем увеличении времени выдержки в коррозионной среде без поляризации не наблюдается существенного изменения механических свойств. Наиболее жесткие условия эксперимента (характеризующиеся минимальным временем до разрушения и резким падением механических свойств) реализуются в условиях одновременного катодного наводороживания и приложения к образцу растягивающих напряжений.
Ключевые слова: наводороживание, длительная прочность, механические свойства, растягивающие напряжения, катодная поляризация.
1. Актуальность создания методики
Хрупкое разрушение высокопрочных металлов и сплавов, применяемых на предприятиях химической и нефтеперерабатывающей промышленности, вызванное воздействием агрессивных водородсодержащих сред,
35
