У результаті виконання дисертаційної роботи було розв’язано актуальну науково-прикладну задачу створення моделей прогнозування зносостійкості і надійності підшипникових трибосистем та оптимізації технологічних параметрів дискретно-орієнтованого методу зміцнення.
Зв`язок роботи з науковими програмами: «Теоретико-експериментальні методи та комп`ютерні моделі забезпечення живучості циліндричних трибосистем ковзання при нормальному і швидкісному терті (№ДР 0116U001549), 2016; «Прогнозування зносостійкості і надійності підшипникових вузлів та оптимізація їх параметрів» (№ДР 0120U102070), 2020.
Об'єктом дослідження є процеси зношування деталей підшипникових трибосистем та їх зміцнення. Предметом дослідження є розрахунково-експериментальні моделі зносостійкості та надійності підшипникових трибосистем та технологічні параметри дискретно-орієнтованого методу зміцнення їх деталей.
Метою дисертаційної роботи є створення розрахунково-експериментальних моделей прогнозування зносостійкості і надійності підшипникових трибосистем та обґрунтування технологічних параметрів дискретно-орієнтованого методу зміцнення їх деталей на основі електромеханічного зміцнення та електроконтактної цементації.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному:
1. Вперше експериментально доведений ефект локальної електроконтактної цементації з одночасним поверхневим гартуванням внаслідок комбінованого впливу роликового електрода на сталевий вал через прошарок вуглецю в процесі накатування дискретно розташованих ділянок зміцнення.
2. Для оцінки впливу дискретного зміцнення на формування напруженого стану поверхневого шару побудована нова двохстадійна імітаційна комп`ютерна модель, яка включає етап зміцнення (профілювання) з подальшим формуванням контактної взаємодії із спряженою поверхнею-пресом, яка наближена до реальних умов роботи трибоспряжень.
3. Отримав подальший розвиток метод розв`язку прямої зносоконтактної задачі для підшипника ковзання на основі наближених перетворень тригонометричних функцій, що дозволило отримати розв`язки для зносу в замкненому вигляді.
4. Удосконалена теорія методу трибологічних випробувань для ідентифікації параметрів зносостійкості підшипникової трибосистеми ковзання, яка відрізняється застосуванням нових безрозмірних форм моделей зношування для схеми контакту «конус-три кульки».
Практичне значення одержаних результатів полягає у рекомендації до застосування на машинобудівних підприємствах та проектних установах методик прогнозування зносостійкості і надійності підшипникових трибосистем, які дозволять аналізувати вплив різних факторів на зносостійкість, знаходити слабкі місця в конструкції і розробляти шляхи її вдосконалення.
У вступі наведена загальна характеристика роботи, обґрунтовано актуальність теми досліджень, розкритий зв’язок роботи з науковими програмами, планами та темами, сформульована мета, об’єкт та предмет дослідження, вказана наукова новизна та практичне значення одержаних результатів.
У першому розділі проаналізовано сучасний етап розвитку технологічних засобів підвищення довговічності машин. На основі аналізу досліджень способів зміцнення встановлено суттєві переваги поверхонь, що піддалися не суцільному зміцненню, а дискретному. У другому розділі розглянута методологія розрахунково-експериментальної оцінки зносостійкості і триботехнічної надійності вузлів тертя машин. Визначені основні теоретичні і експериментальні методи дослідження дискретно модифікованих поверхонь деталей підшипникових трибосистем. У третьому розділі запропонований комбінований дискретно-орієнтований метод зміцнення трибосистем. Проведений кінетичний комп`ютерний експеримент для імітації натурного навантаження при моделювання контактної взаємодії ролика і вала при дискретному зміцненні. Проаналізовано структури і досліджено показники мікротвердості дискретно-зміцнених шарів. Для оцінки впливу дискретного зміцнення на формування напруженого стану поверхневого шару розроблений і реалізована двохстадійна імітаційна комп`ютерна модель.
У четвертому розділі наведені розв`язки прямих і обернених зносоконтактних задач для розрахунку зносу при відомих параметрах зносостійкості, визначені залежності для ідентифікації цих параметрів. У п`ятому розділі побудована скінчено-елементна модель досліджуваного підшипникового вузла розподільного валу. Визначені діючі напруження у спряжених елементах корпусу і валу. Розроблено та реалізовано методику стендових випробувань підшипників газорозподільного механізму двигуна внутрішнього згорання.
У додатках подано наукові публікації, в яких відображено основні наукові результати роботи, відомості про апробацію результати дисертації, патенти, акти про впровадження результатів роботи.
Ключові слова: трибосистема, підшипник, дискретне зміцнення, покриття, мікротвердість, знос, електромеханічна обробка, моделювання, вуглець, зносоконтактна задача, поверхневий шар, надійність, випробування, вал
