Исследование долговечности шаровых опор автомобилей

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК629.33.027

ИССЛЕДОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ШАРОВЫХ ОПОР АВТОМОБИЛЕЙ

Родионов Ю.В., Войнов А.А., Петренко В.О., Шмелев Б.А.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства»

В статье рассмотрены факторы, влияющие на долговечность шаровых опор. Исследованы методы по повышению их долговечности. Выявлено, что нанесение защитной пленки предохраняет поверхности трущихся тел. Так же возможно упрочнение методом электролитического нанесения покрытий.

Ключевые слова: долговечность, шаровые опоры, защитная пленка, электролитическое нанесение.

шаровый опора защитный пленка

STUDY OF DURABILITY OF BALL BEARINGS CAR

Rodionov Yu. V.1, Voynov А.А.2Petrenko V. O.3, Shmelev B. A.4

The Federal State Educational Institutional of Higher Education «Penza state University of architecture and construction»1

The Federal State Educational Institutional of Higher Education «Penza state University of architecture and construction»2

The Federal State Educational Institutional of Higher Education «Penza state University of architecture and construction»3

The Federal State Educational Institutional of Higher Education «Penza state University of architecture and construction»4

The article describes the factors affecting the durability of the ball joints. Researched methods to increase their durability. It is revealed that the application of a protective film protects the surface of the rubbing bodies. it is also possible hardening by a method of electrolytic coating.

Keywords: durability, ball bearings, protective film, electrolytic application.

На долговечность деталей и узлов существенное влияние оказывают конструкция, технология изготовления, условия эксплуатации и режимы работы. Поэтому при изготовлении деталей необходимо изыскивать такие методы их изготовления, которые способствовали бы повышению их эксплуатационных свойств. При этом основным направлением является применение технологических процессов, обеспечивающих повышение долговечности шаровых опор.

Повышение требований к качеству выпускаемой продукции в машиностроении в условиях рыночной конкуренции обусловливает совершенствование известных и разработку новых технологических процессов и методов изготовления подшипников скольжения.

Повышение износостойкости и долговечности возможно за счет антифрикционных покрытий, причем сопротивление усталости антифрикционного слоя на стали повышается с уменьшением его толщины [5,6].

Это объясняется упрочняющим влиянием стального основания, ограничивающего пластическую деформацию сплава. Испытания сталеалюминиевых вкладышей вывили значительно большую скорость образования и развития усталостной микротрещины у толстых слоёв сплава, чем у тонких. Поэтому необходимо доводить толщину антифрикционного слоя до оптимально необходимой по соображениям наилучшего сопротивления абразивному изнашиванию.

В книге И.Н. Бородина [2] описываются исследования В.К. Андрейчука и Г.В. Гурьянова, которые установили, что композиционные электропокрытия железо-молибденит несколько снижают прочность деталей, особенно при концентрации MoS2 более 3•10-3 мг/мл. Снижение прочности от включения в покрытия MoS2 авторы связывают с наличием концентраторов напряжений возле дисперсных частиц диаметром 0,005 мм.

Остаточные напряжения в композиционных покрытиях достигают значительной величины 100…250 МПа. В зависимости от режима нанесения покрытия и других технологических факторов могут превалировать как сжимающие, так и растягивающие напряжения.

Рисунок 1. Шаровая опора

При остывании расплава термореактопласта и вплавленного в него вкладыша в корпусе СПС образуется антифрикционное покрытие его внутренней поверхности, имеющее сцепление с металлической обоймой корпуса. Пластмассовые детали трибосопряжений в процессе эксплуатации, как показывает опыт, разрушаются от контактной усталости. Этому виду разрушения подвергаются и вкладыш и КПВ ШО. В процессе трения при выделении теплоты происходит мелкое выкрашивание полимера или отслаивание как самого вкладыша, так и КПВ.

Исследованию процесса трения в зависимости от нанесённого на инструментальную сталь индия в виде тонкой плёнки посвятили свои работы Ф. Боуден и Д. Тейбор [1]. В результате исследований трения стального индентора по пленке индия разной толщины, нанесённой на инструментальную сталь, ими было установлено существование оптимальной толщины плёнки. Нагрузка имеет восприятие воздействия через плёнку, которая не выдавливается и защищает поверхности тел, трущихся друг об друга, от непосредственного контакта. Срез происходит в мягком материале в случае схватывания плёнки и индентора [3].

Большое влияние на сопротивление усталости оказывает рост температуры в процессе эксплуатации СПС, и особенно через температурные напряжения. Причиной температурных напряжений служит различие в коэффициентах линейного расширения различных слоёв корпуса СПС [4].

При обычном трении, в том числе без смазочного материала, детали трибосопряжения взаимодействуют на очень малой площадке, составляющей приблизительно 0,01-0,0001 номинальной площади сопряжённых поверхностей. Поэтому участки фактического контакта испытывают весьма высокие напряжения. Следствием высоких напряжений является взаимное внедрение неровностей шероховатости и волнистости контактирующих тел, ведущее соответственно к пластической деформации и, следовательно, к интенсивному изнашиванию [7].

Особенно важным является то, что при уменьшении толщины плёнки сила трения убывает. Во всех случаях проведённых опытах величина нагрузки, при которой происходило разрушение плёнки, зависела от толщины плёнки, её адгезионной прочности по отношению к нижележащей основе и от твёрдости основы. Эти опыты Ф.П. Боудена и Д. Тейбора подтверждают свойство мягкой металлической плёнки снижать трение и износ. Суммарный эффект плёнки и подложки локализует деформирование в пластичном материале

В целях упрощения технологических процессов, снижения трудоёмкости изготовления и повышения качественных показателей полусферических оболочек СПС производят их упрочнение различными методами, в том числе и электролитическим методом нанесения покрытий.

Библиографический список

1. Боуден Ф.П., Тейбор Д. Трение и смазка твердых тел. Перевод с англ. под ред. Крагельского, 1968. 543 с.

2. Бородин И.Н. Упрочнение деталей композиционными покрытиями. - М.: Машиностроение. 1982. 141 с.

3. Гарькина И.А, Данилов А.М., Петренко В.О. Из опыта разработки материалов специального назначения // Современные проблемы науки и образования. 2014. №5. С. 235.

4. Колесников В.И., Бардушкин В.В., Сычёв А.П., Яковлев В.Б. Влияние микроструктуры на локальные значения напряжений и деформаций в волокнистом композите //Вестник машиностроения. 2005. № 8. С. 35-38.

5. Родионов Ю.В., Обшивалкин М.Ю., Паули Н.В. О влиянии уровня затрат на безотказность и долговечность грузовых коммерческих автомобилей // Автотранспортное предприятие. 2012. №12. С. 43-46.

6. Родионов Ю.В. Введение в специальность «Сервис транспортных технологических машин и оборудования» // Учеб. пособие. Пенза. 2004

7. Шермергор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. М.: Наука, 1977. - 399 с.

Размещено на Allbest.ru