CC BY
3
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES.
2024. No 3
Научная статья
УДК 621.762: 621.7 016.2
http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2024-3-102-110
Зависимость предельной осевой нагрузки на сферические подшипники скольжения от состава и структуры спеченных коррозионностойких сталей
Б.Г. Гасанов, Н.А. Конько, С.С. Баев, В.Ю. Дорофеев
Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова,
г. Новочеркасск, Россия
Аннотация. Показано влияние химического состава спеченных нержавеющих сталей и смазочных материалов, содержащих твердые частицы дисульфид молибдена, графита и тефлона (PTFE), на кинетику деформации сферического подшипника скольжения и предельные допустимые осевые нагрузки на него. Сформулированы требования, предъявляемые к ним, и показано влияние характера распределения пористости наружного подшипника на нагрузочные характеристики шарнирного узла трения. На основе моделирования процесса осевого нагружения и экспериментальных исследований составлены рекомендации по проектированию сферических шарниров скольжения различных устройств.
Ключевые слова: сферические подшипники скольжения, нержавеющие стали, смазочные материалы, нагрузочные характеристики
Благодарность: доступ к облачной лицензии QForm предоставлен кафедрой технологий обработки давлением МГТУ им. Н.Э. Баумана и ООО «КванторФорм».
Для цитирования: Гасанов Б.Г., Конько Н.А., Баев С.С., Дорофеев В.Ю. Зависимость предельной осевой нагрузки на сферические подшипники скольжения от состава и структуры спеченных коррозионностойких сталей // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2024. № 3. С. 102-110. http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2024-3-102-110
Original article
Dependence of ultimate axial load on spherical plain bearings on composition and structure of sintered corrosion-resistant steels
B.G. Gasanov, N.A. Konko, S.S. Baev, V.Yu. Dorofeyev
Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia
Abstract. The influence of chemical composition of sintered stainless steels and lubricants containing solid particles of molybdenum disulfide, graphite and Teflon (PTFE) on deformation kinetics of spherical plain bearing and maximum allowable axial loads on it is shown. The requirements to them are formulated and the influence of the character of porosity distribution of the outer bearing on the load characteristics of the spherical friction unit is shown. On the basis of modeling of the process of axial loading and experimental studies recommendations on designing of spherical sliding joints of various devices are made
Keywords: spherical plain bearings, stainless steels, lubricants, load characteristics
Acknowledgments: access to the QForm cloud license is provided by the Department of Pressure Processing Technologies of Bauman Moscow State Technical University and QuantorForm Ltd.
© ЮРГПУ(НПИ), 2024
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2023. No 3
For citation: Gasanov B.G., Konko N.A., Baev S.S., Dorofeyev V.Yu. Dependence of ultimate axial load on spherical plain bearings on composition and structure of sintered corrosion-resistant steels. Izv. vuzov. Sev. -Kavk. region. Techn. nauki=Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Technical Sciences. 2024;(3):102-110. (In Russ.). http://dx.doi.org/ 10.17213/1560-3644-2024-3-102-110
Введение
Сферические подшипники скольжения широко применяют во многих отраслях машиностроения. В зависимости от нагрузки и условий эксплуатации к ним предъявляют различные требования: надежная работа при действии радиальных и осевых нагрузок, минимальный коэффициент трения, предельно допустимый износ, прогнозируемый эксплуатационный ресурс, коррозионная стойкость и другие [1]. Такие узлы трения изготавливают из различных антифрикционных материалов [2-4]. В частности, сферические шарнирные узлы крепления стойки передней опоры шасси летательных аппаратов (рис. 1) изготавливают из коррозионностойких хромоникелевых сталей [5].
б
Рис. 1. Схема расположения на траверсе подвески шасси сферических подшипников: а - на заднем лонжероне крыла; б - на блоке шасси Fig. 1. Scheme of location of spherical bearings on the chassis suspension beam: a - on the rear wing spar; б - on the landing gear block
Износ поверхности трения шарнирных узлов крепления стойки передней опоры шасси (рис. 2, а, б) после наработки в стендовых образцах в объеме 270000 взлет-посадок не должен быть более 0,1 мм, а коэффициент трения (не более 0,05) должен обеспечивать работоспособность узлов в пределах ресурса при приложении переменных нагрузок. Расчетные нагрузки (рис. 2, в) зависят от области применения, конструкции узлов и агрегатов (табл. 1).
б
Рис. 2. Поверхность износа при трении шарнирных узлов (а, б) и схема приложения нагрузок (в) Fig. 2. Wear surface during friction of hinge joints (a, б) and load application diagram (в)
Таблица 1 Table 1
Расчетные нагрузки на шарнирный узел навески
подкоса передней опорной шасси Design loads on the front undercarriage strut linkage hinge assembly
Расчетный случай Расчетная нагрузка, кН
Pz Py
Рыскание носового колеса 22,00 224,00
Действие боковой нагрузки 27,10 218,10
Большинство деталей узлов трения и уплотнения получают методами порошковой металлургии [2, 6-8]. Основные преимущества технологий порошковой металлургии заключаются в том, что коэффициент использования материала при таком производстве составляет более 0,95-0,98, а на выпуск 1 кг изделий тратится 20-29 МДж. Соответствующие показатели для традиционной технологии механической обработки сортовых профилей находятся в пределах 0,4-0,5 и 66-82 МДж/кг [9]. Методы порошковой металлургии позволяют создавать сложные по составу антифрикционные композиционные материалы. Введение твердых смазочных материалов в композиционные позволяет
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 3
достигать заданных свойств с учетом конкретных условий работы узла трения, изготавливать детали узлов трения с прогнозируемой структурой, высокой точностью и шероховатостью, с требуемыми физико-механическими свойствами и химическим составом.
Для повышения антифрикционных свойств порошковые хромоникелевые стали сульфиди-руют различными методами [2, 10], т.к. сульфиды металлов и сера улучшают триботехниче-ские характеристики материалов. Однако суль-фидирование хромоникелевых сталей приводит к снижению их пластичности, вязкости и прочности. Поэтому для улучшения механических и триботехнических свойств нержавеющих сталей целесообразно провести поверхностную обработку спеченных заготовок твердыми смазочными материалами, содержащих серу.
Цель работы - исследование влияния химического состава твердых смазочных материалов и способов получения спеченных хромо-никелевых сталей на свойства и нагрузочные характеристики сферических подшипников скольжения.
Оборудование, материалы и методы исследования
Для исследования влияния химического состава твердых смазочных материалов на технологические характеристики спеченных заготовок и механические свойства наружного кольца сферических подшипников использованы порошки коррозионностойких сталей 304L-AW-100 фирмы «Hбganйs» (Швеция) и 12Х18Н10Т отечественного производства, а также спеченные заготовки из порошков компонентов и лигатур (табл. 2). Внутренний подшипник изготовлен из стали ШХ15 (НЯС 58-61). Образцы для исследований спрессованы в стальной пресс-форме на гидравлическом прессе HPM-60L в цилиндрической пресс-форме с плавающей матрицей при давлении от 200 до 800 МПа (рис. 3, а). Часть прессовок спекали в лабораторной печи с силитовыми нагревате-
лями в среде диссоциированного аммиака, другую часть - при 1150 оС в течение 1,5-2 ч в вакуумной электропечи ВСл-16-22-У.
Г\
2
Р
б
Рис. 3. Схема пресс-формы для двустороннего прессования кольцевых заготовок (а) и холодной штамповки наружной обоймы сферического подшипника скольжения (б): 1 - стержень; 2,5 - верхний и нижний пуансоны; 3 - плавающая матрица; 4 - порошковая заготовка; 6 - упругий элемент; 7 - фиксирующий нижний пуансон; 8 - внутренний подшипник Fig. 3. Scheme of the mold for two-sided pressing of ring blanks (а) and cold forming of the outer cage of a spherical plain bearing (б): 1 - rod; 2, 5 - upper and lower punches; 3 - floating matrix; 4 - powdered billet; 6 - elastic element; 7 - fixing lower punch; 8 - inner bearing
Таблица 2 Table 2
Химический состав использованных порошков Chemical composition of the powders used
3
4
5
6
а
2
3
4
8
5
7
6
Материал Химический состав, %
Si Cu Mn Ni Ti P Cr S C V W Fe
12Х18Н10Т 0,8 3,0 2,0 10,0 0,7 0,035 18,0 0,020 0,12 2,0 0,2 Ост.
304L-AW-100 0,87 - 0,2 10,63 - 0,017 18,18 0,01 0,03 - - Ост.
ПХ18Н4Д3 2,0 3,0 4,0 0,03 18,0 0,05 2,0 Ост.
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 3
Пористость спеченных образцов до и после спекания определена гидростатическим взвешиванием: координатную сетку на спеченные заготовки нанесли на установке лазерного гравера с ЧПУ Л-Е20Ж, мощностью лазера 15 Вт с шагом 0,5 мм (рис. 4).
б
Рис. 4. Осевое сечение наружного подшипника с координатной сеткой после штамповки (а) и схема выпрес-совки внутреннего подшипника (б): 1 - внутренний подшипник; 2 - наружное кольцо сферического подшипника; 3 - корпус; 4 - подставка Fig. 4. Axial section of the outer bearing with a coordinate grid after stamping (a) and the scheme of pressing out the inner bearing (б): 1 - inner bearing; 2 - outer ring of spherical bearing; 3 - housing; 4 - stand
Микротвердость измерена согласно ГОСТ 9450-76 по методу Виккерса на приборе HVS-1000, при помощи индентора пирамидальной формы с противолежащим углом 136°, испытательное усилие и время выдержки 0,49 Н/(15 с) соответственно. Микротвердость расчитана по формуле
2Fsina F
HV=-2_2 = 1,8544—j, Н/мм2,
d d
где F - испытательное усилие, Н; d - средняя длина диагонали отпечатка, мм.
Перед холодной штамповкой на внутреннюю поверхность спеченных заготовок нанесен слой смазочного материала в виде масляной суспензии из дисульфида молибдена (ТУ 48-19-133-90), карандашного графита
(ГОСТ 23463-79), политетрафторэтилена (PTFE) (ГОСТ 10007-80) и стеарата цинка (ТУ 2432-06256856807-06).
Холодная штамповка наружного кольца 4-сферического подшипника проведена на гидравлическом прессе HPM-60L в подкладной пресс-форме (см. рис. 3, б).
Для имитационного моделирования процесса деформации наружного подшипника со сферической внутренней поверхностью использован формующий инструмент с наружными и внутренними фасками в программе QForm, обеспечивающую быстрый расчет пористости, напряженно-деформированного состояния наружного подшипника и сопротивления деформации при осевом нагружении внутреннего подшипника 8-подшипникового узла [11].
Микроструктура исследована до и после штамповки на металлографическом микроскопе «Altami MET-1M» и растровом электронном микроскопе Quanta 200. Микрорентгеноспек-тральный анализ проведен в центре коллективного пользования ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова на растровом электронном микроскопе Tescan VEGA II LMU, оснащенном системой энергодисперсионного микроанализа INCA ENERGY 450/XT производства фирмы OXFORD Instruments Analytical, обеспечивающим возможность проведения элементного анализа в диапазоне от Na до U.
Результаты и их обсуждение
Сопротивление осевой деформации наружного кольца подшипника скольжения при нагрузке усилием Pz (см. рис. 2, в) зависит не только от механических свойств материала, но и степени пластической деформации в процессе формования внутренней сферической поверхности спеченной заготовки, коэффициента контактного трения, плотности заготовки до и после штамповки, состава смазочных материалов и т.д.
Максимальное сопротивление осевой деформации Pz при нагружении по схеме (см. рис. 4, б) оказывает кольцо, изготовленное из катаной стали 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-2014), смазанное смесью дисульфида молибдена и индустриального масла И-20А. На начальной стадии испытания образцов, когда осевая деформация внутренней поверхности наружного подшипника Д1 не превышала 0,6-0,8 мм, Pz увеличивается до 34 кН (рис. 5, кривая 1). Далее плавно снижается до 2-3 кН на конечной стадии выпрессовки.
а
3
4
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 3
Примерно также возрастает сила Рх при нагрузке на начальной стадии продольного выдавливания сферического внутреннего подшипника из внешнего подшипника, полученного холодной штамповкой пористой заготовки без смазки (рис. 5, кривая 4). В случае нанесения смеси Мо82+И-20А перед холодной штамповкой на внутреннюю поверхность спеченной заготовки пористостью 17-18 % из порошков 304Ь-ЛЖ-Ш и 12Х18Н10Т максимальное усилие Рг, потраченное на выпрессовку внутреннего подшипника, составило 30-31 кН (рис. 5, кривые 2, 3).
Так как в слоистых твердых смазочных материалах силы взаимного притяжения между атомами тем меньше, чем больше расстояние между ними, то атомные связи в слоях дисульфида молибдена и графита значительно сильнее, чем между слоями. Такая структура определяет способность дисульфида молибдена легко расслаиваться на мельчайшие чешуйки, что обусловливает снижение сопротивления деформации наружного кольца выдавливанием (осевой деформацией) сферического внутреннего подшипника.
36,0
32,0
^ 16,0 о; 12,0 8,0
0,0 ■+
5
ч, JL s — *
щ \ »
Ч
2 L \ \
1 \ > \
1Л
»
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 Перемещение сферы вдоль оси, мм Рис. 5. Влияние осевого перемещения внутреннего подшипника на сопротивление деформации наружного кольца, внутренняя поверхность которого смазана перед холодной штамповкой смесью М/^+масло И-20А: 1 - катаная сталь 12Х18Н10Т; 2 - спеченная сталь из порошка 304L-A^-100; 3 - спеченная сталь из порошка 12Х18Н10Т; 4 - спеченная сталь из порошка 304L-A^-100 без смазки; 5 - имитационное моделирование деформации наружного кольца пористостью 20 % из порошка 12Х18Н10Т
Fig. 5. Effect of axial displacement of the inner bearing on the deformation resistance of the outer ring, the inner surface of which is lubricated before cold forming with MoS2+oil I-20A mixture: 1 - rolled steel 12Х18Н10Т; 2 - sintered steel from 304L-A^-100 powder; 3 - sintered steel from 12Х18Н10Т powder; 4 - sintered steel from 304L-A^-100 powder without lubrication; 5 - simulation modeling of deformation of the outer ring with porosity 20 % from 12Х18Н10Т powder
При наличии микропор на внутренней поверхности наружного подшипника частицы мо82 заполняют микронеровности на сопряженных поверхностях подшипника скольжения, снижая силы контактного трения трущихся колец. Поэтому мо82 с размером частиц 5-7 мкм используются под высокую нагрузку и с незначительным взаимным скольжением в качестве твердых смазочных материалов. В зонах контакта микронеровностей колец подшипника из порошков нержавеющих сталей давление и температура скачком возрастают, и частицы MoS2 образуют тонкий твердый слой смазочной пленки, состоящей из чередующихся нанопла-стинок молибдена, окруженных сегрегациями серы. Такая пленка в процессе трения постоянно обновляется на металлической поверхности обоих колец подшипника скольжения путем относительного перемещения частиц дисульфида молибдена в смазочном материале, присутствующего в покрытии. При наличии на поверхности спеченных материалов пор микрочастицы молибдена заполняют их, другие объемные и двумерные микро- и макродефекты металла контртела в зоне трения шаржируются. Следует отметить, что дисульфид молибдена устойчив на воздухе до 350-370 оС, и его пленкообразующие характеристики не зависят от содержания паров конденсируемой воды в зоне трения. В случае имитационного моделирования процесса деформации для определения усилия осевого сопротивления внутреннего кольца при выдавливании из сферического подшипника из порошков стали 304L-ЛW-100 по программе QForm максимальные значения Рz составляют около 26 кН со смазкой графит + вода (см. рис. 5, кривая 5).
Такое же влияние оказывает на Рх покрытие из графита в масле И-20А (рис. 6). Но сопротивление деформации материала колец, полученных холодной штамповкой спеченных заготовок с исходной пористостью 18-20 %, в случае применения в качестве смазочного материала сте-арата цинка или политетрафторэтилена (тефлона) заметно снижается (рис. 6, кривые 2 и 3).
Это связано с тем, что включения твердых частиц смазочных материалов не взаимодействуют с матрицей колец из нержавеющих сталей и ухудшают прочностные свойства материала после холодной штамповки, соответственно, снижается сопротивление деформации наружного подшипника при увеличении осевых нагрузок в процессе эксплуатации сферических подшипников скольжения.
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 3
36,00 32,00
20,00 16,00 12,00 8,00 4,00
3
4
f т 7
2
0 0,40,81,21,6 2 2,42,83,23,6 4 4,44,85,25,6 6 6,4 Перемещение сферы вдоль оси, мм Рис. 6. Зависимость сопротивления деформации от осевого перемещения внутреннего подшипника на сопротивление деформации наружного кольца из порошка 12Х18Н10Т, внутренняя поверхность которого смазана смесью: 1 - графит+масло; 2 - MoS2+n^rn' +масло; 3 - стеарат цинка+масло; 4 - PTFE+масло Fig. 6. Dependence of deformation resistance from the axial displacement of the inner bearing on the deformation resistance of the outer ring made of 12Х18Н10Т powder, the inner surface of which is lubricated with the following mixture: 1 - graphite+oil; 2 - MoS2+graphite+oil; 3 - zinc stearate+oil; 4 - PTFE+oil
На предельно допустимые значения Pz влияет не только состав нержавеющих сталей и смазочных материалов, но и степень радиальной деформации наружного кольца (табл. 3).
Таблица 3 Table 3
Влияние состава сталей, смазочных материалов и относительной степени деформации колец на предельные значения Pz Effect of steel composition, lubricants and relative degree of ring deformation on Pz limit values
Материал колец Смазочные материалы £h P
Катаная сталь 12Х18Н10Т МоБ2 + масло (И-20А) 0,124 33,73
Спеченная сталь из порошка Ь А МоБ2 + масло (И-20А) 0,152 30,60
С + масло (И-20А) 0,138 23,93
PTFE + масло (И-20А) 0,152 29,42
Стеарат цинка + масло (И-20А) 0,172 24,12
Спеченная сталь из порошка 12Х18Н10Т МоБ2 + масло (И-20А) 0,367 34,32
С + масло (И-20А) 0,376 27,85
PTFE + масло (И-20А) 0,352 26,21
Смазочные материалы, наносимые на рабочую (внутреннюю) поверхность наружных колец таких подшипников, с одной стороны, должны снизить коэффициент механического трения в процессе эксплуатации, а с другой - частицы твердых смазочных материалов должны выдерживать большие давления, предотвратить образование ювенильных контактов в поверхностях скольжения и скользить между собой с очень низким коэффициентом механического трения. Смазочные материалы не должны снижать предел прочности нержавеющих сталей, из которых изготавливают наружные и внутренние кольца сферических подшипников скольжения.
В случае нанесения на внутреннюю поверхность колец дисульфида молибдена или смеси MoS2+графит с индустриальным маслом в процессе выпрессовки внутреннего сферического подшипника не образуются задиры и не обнаружены участки схватывания (сращивания) (рис. 7).
304L-AW-100
in
MoS2+Maoio И-20А
I î
Гр+масло И-20А
РГ№+масло И-20А
12Х18Н10Т
MoS2+Maoio И-20А
Гр+масло И-20А
Катаная сталь 12Х18Н10Т
MoS2+Maoio И-20А
Как видно из таблицы, максимальное сопротивление осевой деформации получено в случае, когда наружные кольца подшипников скольжения изготовлены из катаной стали 12Х18Н10Т и спеченной стали из порошка стали 12Х18Н10Т, если использовать в качестве смазки смеси дисульфида молибдена и масла И20А.
Рис. 7. Сечение наружного кольца после продольной деформации с антифрикционными покрытиями Fig. 7. Cross-section of the outer ring after longitudinal deformation with antifriction coatings
Поскольку на механические свойства сталей влияет остаточная пористость, размеры, конфигурация и концентрация, состав и распределение других включений, в том числе, частиц смазочных материалов, исследован характер распределения пор в наружном кольце после холодной штамповки, и определена микротвердость материала в разных зонах. Микротвердость замеряли в середине и по краям по высоте
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 3
кольца после деформации (рис. 8). Сечение кольцевого образца условно разделено на три зоны для определения микротвердости по всей высоте заготовки. Микротвердость наружной и внутренней зон измеряли с отступом 0,5 мм от внешнего и внутреннего диаметра сечения.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Относительная высота спеченной заготовки
Рис. 8. Распределение твердости по Викерсу по высоте кольцевого образца после радиальной деформации: 1 - измерение по наружному диаметру; 2 - по центру; 3 - по внутреннему диаметру
Fig. 8. Vickers hardness distribution along the height of the ring specimen after radial deformation: 1 - measurement along the outer diameter; 2 - along the center; 3 - along the inner diameter
Установлено, что между микротвердостью и пористостью по высоте и диаметру образцов имеется хорошая корреляция. Верхняя половина наружного подшипника при испытании не нагружалась, а нижняя деформировалась в результате перемещения внутреннего подшипника (см. рис. 4, б). Минимальную относительную плотность (0,88-0,9) после холодной штамповки имеют участки, расположенные над и под сферической поверхностью внутреннего кольца (рис. 9, а). Это хорошо видно на фотографиях микроструктуры этих участков (рис. 10). В процессе перемещения внутреннего кольца нижняя часть уплотняется на глубину 1,2-1,4 мм, и пористость внутренней части наружного кольца подшипника не превышает 1-2 %. Микротвердость в результате уплотнения и наклепа этого участка повышается примерно на ИУ60 (см. рис. 8, кривая 3). Поскольку средняя часть кольца при этом деформируется в меньшей степени, то относительная плотность этого участка кольца повысилась до 0,92-0,93, а микротвердость изменилась незначительно (см. рис. 8, кривая 2).
а б в
Рис. 9. Моделирование распределения относительной плотности (а), сопротивления деформации (б) и после накопленной деформации (в) в процессе выдавливания сферического внутреннего подшипника Fig. 9. Modeling of relative density distribution (a), deformation resistance (б) and accumulated strain field (в) during extrusion of spherical inner bearing
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 3
Рис. 10. Микроструктура (а, б) и распределение компонентов (в, г) участков наружного кольца подшипника скольжения поле холодной штамповки и испытания Fig. 10. Microstructure (а, б) and distribution of components (в, г) of the sections of the outer ring of the plain bearing outer ring of the field of cold forming and testing
При использовании дисульфида молибдена с другими твердыми смазочными материалами, такими как графит или тефлон, антифрикционные характеристики и несущая способность сферических подшипников скольжения улучшаются.
Заключение
1. Установлено, что смазочные материалы, используемые в сферических подшипниках скольжения из порошков нержавеющих сталей, должны, с одной стороны, предотвратить образование ювенильных контактов в поверхностях скольжения и скользить между собой с очень низким коэффициентом механического трения, а с другой - частицы твердых смазочных материалов должны выдерживать большие радиальные нагрузки и не влиять на механические свойства материала подшипников.
2. На предельно допустимые значения осевых нагрузок сферического шарнира влияет не только состав нержавеющих сталей и смазочных материалов, но и степень радиальной деформа-
ции при холодной штамповке и пористость материала в зонах контакта сферических поверхностей. Для повышения нагрузочных характеристик относительная плотность наружного подшипника в таких зонах не должна быть ниже
0.95.0,96.
3. На основе моделирования процесса осевого нагружения сферического подшипника показан характер распределения плотности, сопротивление деформации и накопленной деформации, что позволяет составить рекомендации по проектированию сферических шарниров различных устройств.
Список источников
1. Киселев Ю.В., Киселев Д.Ю. Шасси самолета Superjet. Самара: изд. СГАУ, 2014. 29 с.
2. Косторнов А.Г. Триботехническое материаловедение. Луганск: изд. Ноулидж, 2012. 696 с.
3. Слысь И.Г., Перепелкин А.В., Федорченко И.М. Исследование структуры и свойств спеченной нержавеющей стали, содержащий дисульфид молибдена // Порошковая металлургия. 1973. № 9. С. 37-41.
4. Федорченко И.М., Пугина Л.И. Композиционные антифрикционные материалы. Киев.: Наукова думка, 1980. 404 с.
5. Sintered Powder Materials for Friction Units of Antonov Aircrafts / V.N. Korol', S.A. Bychkov, A.G. Molyar et al. // Materials Science. 2003. Vol. 39. No 1. Pp. 132-135.
6. Johnson P.K. European Conference on Advances in Structural P/M Component Production (CEURO PM97) // The International journal of Powder Metallurgy. 1998. Vol. 34. No 1. Pp. 67-68.
7. Зозуля В.Д. Эксплуатационные свойства порошковых подшипников. Киев: Наукова думка, 1989. 288 с.
8. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения: cправочник / И.М. Федорченко, И.Н. Францевич, И.Д. Радомы-сельский и др. Киев: Наукова думка, 1985. 624 с.
9. Влияние химического состава порошковых желе-зомеднографитовых сплавов и смазочных материалов на диффузионный массоперенос и трибосин-тез промежуточных структур / Б.Г. Гасанов, А.А. Азаренков, Е.В. Харченко и др. // Вестн. Магнитогорского гос. техн. ун-та имени Г.И. Носова. 2023. Т. 21. № 2. С. 114-126.
10. Федорченко И.М., Пугина Л.И., Слысь И.Г. Подшипниковые сульфидированные металлокерами-ческие материалы на основе нержавеющих сталей // Трение и изнашивание при высоких температурах. М.: Наука, 1973. С. 115-120.
11. Конечно-элементное моделирование технологических процессов ковки и объемной штамповки / А.В. Власов, С.А. Стебунов, С.А. Евсюков и др. Москва: изд. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2019. 383 с.
г
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2024. No 3
References
1. Kiselev Yu. V., Kiselev D.Yu. Superjet airplane landing gear. Samara: ed. SGAU; 2014. 29 p. (In Russ.)
2. Kostornov A.G. Tribotechnical material science. Lugansk: ed. Knowledge, 2012. 696 p. (In Russ.)
3. Slys I.G., Perepelkin A.V., Fedorchenko I.M. Study of the structure and properties of sintered stainless steel containing molybdenum disulfide // Powder Metallurgy. 1973;(9):37-41. (In Russ.)
4. Fedorchenko I.M., Pugina L.I. Composite antifriction materials. Kiev: Naukova Dumka; 1980. 404 p.
5. Korol' V.N., Bychkov S.A., Molyar A.G., Nechiporenko O.Yu., Semenchenko V.P., Romashko I.M., Trofimov V.A. Sintered Powder Materials for Friction Units of Antonov Aircrafts. Materials Science. 2003;39(1):132-135.
6. Johnson P.K. European Conference on Advances in Structural P/M Component Production (CEURO PM97). The International journal of Powder Metallurgy. 1998;34(1):67-68.
7. Zozulya V.D. Operational properties of powder bearings. Kiev: Naukova Dumka; 1989. 288 p.
8. Fedorchenko I.M., Frantsevich I.N., Radomyselsky I.D. et al. Powder Metallurgy. Materials, technology, properties, applications: Reference book. Kiev: Naukova Dumka; 1985. 624 p.
9. Gasanov B.G., Azarenkov A.A., Kharchenko E.V., Panchvidze G.G. Influence of chemical composition of powder iron-copper-graphite alloys and lubricants on diffusion mass transfer and tribosynthesis of intermediate structures. Bulletin of Magnitogorsk State Technical University named after G.I. Nosov. 2023;21(1):114 - 126. (In Russ.)
10. Fedorchenko I.M., Pugina L.I., Slys I.G. Bearing sulfidized metal-ceramic materials based on stainless steels. Friction and wear at high temperatures. Moscow: Nauka; 1973. Pp. 115 - 120.
11. Vlasov A.V., Stebunov S.A., Evsyukov S.A. et al. Finite Element Modeling of Technological Processes of Forging and Volume Forging. Moscow: ed. by N.E. Bauman Moscow State Technical University. 2019. 383 p.
Сведения об авторах
Гасанов Батрудин Гасановичя - д-р техн. наук, профессор, кафедра «Международные логистические системы и комплексы», [email protected]
Конько Николай Андреевич - аспирант, кафедра «Международные логистические системы и комплексы», [email protected]
Баев Сергей Сергеевич - канд. техн. наук, ст. преподаватель, кафедра «Международные логистические системы и комплексы», [email protected]
Дорофеев Владимир Юрьевич - д-р техн. наук, профессор, кафедра «Технология машиностроения, технологические машины и оборудование», [email protected]
Information about the authors
Batrudin G. Gasanov - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department «International Logistics Systems and Complexes», [email protected]
Nikolay A. Konko - Graduate Student, Department «International Logistics Systems and Complexes», konko2013@mail .ru
Sergey S. Baev - Cand. Sci. (Eng.), Senior Lecturer, Department «International Logistics Systems and Complexes», [email protected]
Vladimir Yu. Dorofeyev - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department «Engineering Technology, Technological Machines and Equipment», [email protected]
Статья поступила в редакцию / the article was submitted 22.04.2024; одобрена после рецензирования / approved after reviewing 20.06.2024; принята к публикации / accepted for publication 24.06.2024.
