Гацков Прогрессивные технологии изготовления деталей 2011

отклонением от параллельности не более 0,005 мм и шероховато-

стью 0,63÷1,25.

Износ колец за 1000 ч составил 0,02÷0,03 мм, соответствующая средняя интенсивность изнашивания с включением интенсивности изнашивания в процессе приработки составила 3·10-13. Разницы в износе уплотнительных колец с внутренними компактными и порошковыми кольцами не отмечается.

Предложенные кольца прошли производственные испытания в уплотнительных узлах турбокомпрессоров ХТКФ-248 при частоте вращения 7500 мин-1. В течение межремонтного периода (3000 ч) было обеспечено надежное уплотнение. Износ колец составил 0,09÷0,11 мм. Поверхность сопрягаемой детали не имела следов износа. Износ параллельно работавших колец из материала АГ-1500С2 составил 3÷3,5 мм. Сопрягаемая поверхность износилась на 0,5÷0,7

мми требовала замены.

6.6.Испытание сальниковых уплотнений узлов компрессоров

Ресурс работы узлов компрессоров определялся ресурсом работы уплотнений. В комплект сальниковых уплотнений входило четыре разных по конструкции и функциональному назначению кольца: 1, 2, 3, 4 (рис. 6.9), стянутых пружинами 5. Уплотнения, кольца которых изготовляли из чугуна, а также из фторопласта-4, имели малый ресурс работы в узлах компрессоров типа 7 ВП-20/220 (700÷1000 ч).

Опытные партии сальниковых уплотнений узлов компрессоров с наружным диаметром 92 мм и внутренним диаметром 60 мм, изготовленных из антифрикционных

материалов 2-х составов: 1) БрОС-10-4 - Рис. 6.9. Комплект колец 15% + фторопласт-4ДПТ – остальное; 2)

БрОС-10-4 - 15% + фторопласт-4ПФТ-82% + графит С2-3% уста-

141

навливали на испытания непосредственно в узлы компрессоров 7ВП-20/220. После работы в течение 3600 ч состояние уплотнений контролировали. Износ составил 0,12÷0,14 мм.

6.7. Испытание покрытия рабочей поверхности статора электробензонасоса инжекторной системы питания автомобилей, выпускаемых АО ˝ГАЗ˝

Ресурс работы насоса в значительной мере определяется качеством статора, в частности, износостойкостью его рабочей поверхности. На рис. 6.10 показан статор электробензонасоса, конструктивно состоящий из металлической основы 1, изготовленной из порошков по прогрессивной технологии [13] и рабочего слоя 2 в отверстии.

В состав металлической основы введена порошковая медь в количестве 3 %, что обеспечило стабилизацию размеров детали (заготовки) в процессе ее термической обработки после прессования. Рабочий слой толщиной 0,3÷0,4 мм выполнен из антифрикционного материала ячейчатой структуры.

1

2

Рис. 6.10. Статор 1 – металлическая основа, 2 – рабочий слой

142

Опытные партии статоров с содержанием фторопласта 4ДПТ в рабочем слое 90, 85 и 80 % (по объему) испытаны на трение и износ при радиальном нагружении. В табл. 6.1 приведены средние значения результатов по 10 испытанным статорам. Наиболее высокой износостойкостью обладают статоры с покрытием поверхности в отверстии антифрикционным материалом, содержащим фторо- пласт-4ДПТ в количестве 85 %.

				Таблица 6.1
	Результаты испытаний на трение и износ
Материал		Содержание	Интенсивность	Коэффициент
		Ф-4ДПТ	изнашивания,
наполнителя				трения
		(% по объему)	мкм/км
Бронза		90	0,036	0,071
Бр 0-10		85	0,014	0,064
		80	0,061	0,081

Ресурсы работы насоса оценивали длительностью его работы до падения создаваемого им давления до нижнего значения, при котором испытания прекращались. Испытания проведены на стендах в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным.

В табл. 6.2 приведены усредненные результаты испытаний работы насосов, в которые были установлены статоры с разным содержанием фторопласта в покрытии рабочей поверхности.

				Таблица 6.2
Результаты испытаний на ресурс работы
Содержание фторопласта-
4ДПТ в материале покрытия,	90	85		80
% по объему
Продолжительность работы
статора в насосе до падения	3620	>6000		5430
предельного давления, ч

143

Анализ интенсивности изнашивания, коэффициентов трения и ресурсов работы статоров показывает, что лучший комплекс этих характеристик принадлежит бронзофторопластам с содержанием фторопласта в покрытии около 85% по объему. Статоры электробензонасосов рекомендованы для серийного комплектования насосов систем питания автомобилей ˝ГАЗ˝.

Контрольные вопросы

1.В чем конструктивные особенности и свойства деталей узлов трения и уплотнительных узлов?

2.При каком давлении, температуре и времени выдержки ведется изготовление деталей?

3.Какие основные узлы оборудования для горячего прессования?

144

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Воронков Б.Д. Подшипники сухого трения. Л.: Машиностроение,

1979.

2.Полимеры в узлах трения машин и приборов: Справочник/ Чичинадзе А.В. – 2-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1988.

3.Истомин Н.П., Семенов А.П. Антифрикционные свойства композиционных материалов на основе фторополимеров. М.: Наука, 1981.

4.Чичинадзе А.В., Матвеевский Р.М., Браун Э.Д. Материалы в триботехнике нестационарных процессов. М.: Наука, 1986.

5.Паншин Ю.А., Малкевич С.Г., Дунаевская Ц.С. Фторопласты. Л.:

Химия, 1978.

6.Гаркунов Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1985.

7.Ярошевич В.К., Белоцерковский М.А. Антифрикционные покрытия из металлических порошков. Минск: Наука и техника, 1981.

8.Особенности формирования структуры и свойств при горячем прес-

совании материалов, содержащих фторопласт / Гацков В.С., Гацков С.В. //Вестник ПГТУ АЭРОКОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА. №9.

Пермь, 2001. С. 15-20.

9.Гацков В.С., Гацков С.В. повышение прочности и износостойкости деталей из антифрикционных материалов. //Научные труды международной конференции ˝ТЕХНОЛОГИЯ 96˝. Новгород, 1996. С.70-82.

10.Кипарисов С.С., Либенсон Г.А. Порошковая металлургия. М.: Металлургия, 1980.

11.Бальшин М.Ю. Научные основы порошковой металлургии и металлургии волокна. М.: Металлургия, 1972.

12.Пляскин И.И. Оптимизация технических решений в машиностроении. М.: Машиностроитель, 1982.

13.Гацков В.С., Гацков С.В. Прогрессивные технологии изготовления деталей из антифрикционных и фрикционных материалов // Вестник Курганского университета ˝Технические науки˝. Вып.2. Курган: Из-во Курганского гос. ун-та , 2006. С. 24-27.

14.Гацков В.С., Гацков С.В., Халевина А.В. Изготовление деталей с антифрикционным металлофторполимерным слоем ячейчатой структуры

//Динамика систем, механизмов и машин. Материалы VI Международной научно-технической конференции, посвященной 65-летию ОмГТУ 13-15

ноября 2007 г. Кн. 2. Омск, 2007. С. 287-290.

145

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица П1

Условия проведения опытов и экспериментальные значения параметров оптимизации

	Значения факторов в опытах				Значения параметров
	Содер-	Содер-	Давле-	Время	Предел	Коэф-	Интен-
Но-	жание	жание	ние го-	горячего	проч-	фи-	сив-
мер	фторо-	графита,	рячего	прессо-	ности	циент	ность
опыта	пласта,	%	прессо-	вания на	при	тре-	изнаши-
	%		вания,	единицу	срезе,		вания
			МПа	высоты,	МПа	ния	×10-9
				мин/мм
1	36	4	175	4	40,2	0,224	2,64
2	52	4	175	4	19,4	0,151	0,98
3	36	8	175	4	31,2	0,216	1,68
4	52	8	175	4	15,3	0,146	1,02
5	36	4	325	4	38,8	0,246	2,36
6	52	4	325	4	17,4	0,162	1,12
7	36	8	325	4	28,6	0,241	1,72
8	52	8	325	4	14,1	0,164	1,22
9	36	4	175	8	42,6	0,242	2,42
10	52	4	175	8	20,3	0,166	0,91
11	36	8	175	8	32,6	0,244	1,52
12	52	8	175	8	14,4	0,167	0,96
13	36	4	325	8	39,4	0,252	2,28
14	52	4	325	8	18,0	0,168	1,02
15	36	8	325	8	30,4	0,256	1,48
16	52	8	325	8	15,2	0,172	1,08
17	28	6	250	8	51,6	0,272	4,86
18	60	6	250	8	13,2	0,168	1,53
19	44	2	250	8	30,1	0,202	1,38
20	44	10	250	8	20,3	0,172	0,94

146

Окончание табл. П1

	Значения факторов в опытах				Значения параметров
Но-	Содер-	Содер-	Давле-	Время	Предел	Коэф-	Интен-
	жание	жание	ние го-	горячего	проч-	фици-	сив-
мер	фторо-	графи-	рячего	прессо-	ности	ент	ность
опы-	пласта,	та, %	прессо-	вания на	при	трения	изна-
та	%		вания,	единицу	срезе,		шива-
			МПа	высоты,	МПа		ния
				мин/мм			×10-9
21	44	6	100	8	22,4	0,198	1,46
22	44	6	400	8	22,6	0,189	1,54
23	44	6	250	2	21,7	0,196	1,68
24	44	6	250	10	28,6	0,182	1,56
25	44	6	250	6	27,1	0,188	1,28
26	44	6	250	6	26,5	0,182	1,32
27	44	6	250	6	27,6	0,178	1,26
28	44	6	250	6	25,2	0,194	1,36
29	44	6	250	6	27,8	0,184	1,31
30	44	6	250	6	26,3	0,186	1,25
31	44	6	250	6	25,6	0,178	1,30

												Таблица П2
	Матрица планирования 4-х факторного эксперимента
		и значения логарифмов параметров оптимизации
Но-		Кодированные значения								Значения логарифмов парамет-
мера				факторов							ров
опы-	х0		х1		х2		х3		х4	ln τср	ln ƒ		ln Ih
тов
1	+		-		-		-		-	3,693866	-1,4961		- 19,7525
2	+		+		-		-		-	2,980617	-1,8905		-20,7435
3	+		-		+		-		-	3,440417	-1,5325		-20,2045
4	+		+		+		-		-	2,727852	-1,9242		-20,7035
5	+		-		-		+		-	3,658420	-1,4024		-19,8646
6	+		+		-		+		-	2,856469	-1,8202		-20,6099
7	+		-		+		+		-	3,353402	-1,4229		-20,1809

147

Окончание табл. П2

Но-		Кодированные значения								Значения логарифмов парамет-
мера				факторов							ров
опы-	х0		х1		х2		х3		х4	ln τср	ln ƒ	ln Ih
тов
8	+		+		+		+		-	2,646175	-1,8079	-20,5244
9	+		-		-		-		+	3,751853	-1,4188	-19,8395
10	+		+		-		-		+	3,010620	-1,7958	-20,8176
11	+		-		+		-		+	3,484311	-1,4106	-20,3046
12	+		+		+		-		+	2,667228	-1,7898	-20,7641
13	+		-		-		+		+	3,673764	-1,3783	-19,8991
14	+		+		-		+		+	2,890370	-1,7838	-20,7035
15	+		-		+		+		+	3,414441	-1,3626	-20,3313
16	+		+		+		+		+	2,7212983	-1,7603	-20,6463
17	+		-2		0		0		0	3,943521	-1,3019	-19,1423
18	+		+2		0		0		0	2,580215	-1,7838	-20,2980
19	+		0		-2		0		0	3,404524	-1,5995	-20,4012
20	+		0		+2		0		0	3,010620	-1,7603	-20,7852
21	+		0		0		-2		0	3,109060	-1,6195	-20,3449
22	+		0		0		+2		0	3,117948	-1,6660	-20,2915
23	+		0		0		0		-2	3,077311	-1,6296	-20,2045
24	+		0		0		0		+2	3,3532402	-1,7038	-20,2786
25	+		0		0		0		0	3,299533	-1,6713	-20,4764
26	+		0		0		0		0	3,277141	-1,7038	-20,4457
27	+		0		0		0		0	3,317813	-1,7259	-20,4922
28	+		0		0		0		0	3,226842	-1,6399	-20,4158
29	+		0		0		0		0	3,325034	-1,6928	-20,4533
30	+		0		0		0		0	3,269565	-1,6820	-20,5001
31	+		0		0		0		0	3,242591	-1,7259	-20,4609

148

Таблица П3

Условия проведения опытов и значения параметров оптимизации уплотнительных материалов

		Значение факторов в опытах
	Содер-	Содер-	Давле-	Время	Раз-
опыта	жание	жание	ние го-	горячего	мер
	фторо-	бронзы,	рячего	прессова-	час-
№	пласта,	%	прессо-	ния на	тиц,
	%		вания,	единицу	мкм
			МПа	высоты,
		12		мин/мм
1	15		25	6	95
2	25	12	25	6	35
3	15	18	25	6	35
4	25	18	25	6	95
5	15	12	35	6	35
6	25	12	35	6	95
7	15	18	35	6	95
8	25	18	35	6	35
9	15	12	25	10	35
10	25	12	25	10	95
11	15	18	25	10	95
12	25	18	25	10	35
13	15	12	35	10	95
14	25	12	35	10	35
15	15	18	35	10	35
16	25	18	35	10	95
17	30	15	30	8	65
18	10	15	30	8	65
19	20	21	30	8	65
20	20	9	30	8	65
21	20	15	40	8	65
22	20	15	20	8	65
23	20	15	30	12	65
24	20	15	30	4	65
25	20	15	30	8	125
26	20	15	30	8	5
27	20	15	30	8	65
28	20	15	30	8	65
29	20	15	30	8	65
30	20	15	30	8	65
31	20	15	30	8	65
32	20	15	30	8	65

Значения параметров КоэфИнтенОтносиМо- фициент сивтельная дуль трения ность релакупруго-

изнашисация сти, вания, напряМПа ×10-9 жений

0,206	4,24	0,28	976
0,153	0,81	0,24	921
0,212	2,84	0,22	1052
0,164	1,98	0,28	1108
0,202	3,87	0,23	832
0,172	2,24	0,29	1126
0,218	3,52	0,27	1086
0,156	1,32	0,31	1236
0,216	2,14	0,21	837
0,166	1,22	0,29	1131
0,212	2,98	0,26	1096
0,158	0,71	0,28	1126
0,226	3,12	0,29	932
0,156	0,78	0,31	1018
0,202	2,34	0,22	993
0,172	1,23	0,32	1187
0,146	2,18	0,37	976
0,226	6,98	0,26	895
0,178	0,61	0,23	1218
0,152	4,46	0,34	752
0,196	1,39	0,34	1120
0,174	0,62	0,18	905
0,168	0,74	0,21	887
0,162	1,16	0,32	1115
0,166	2,98	0,29	1069
0,187	0,68	0,19	910
0,176	0,62	0,24	950
0,168	0,54	0,19	915
0,178	0,67	0,21	932
0,185	0,74	0,23	925
0,172	0,47	0,18	941
0,182	0,81	0,22	890

149

Таблица П4

Матрица планирования эксперимента и значения логарифмов характеристик материалов на основе фторопласта-40

№		Кодированные значения					Значения логарифмов характеристик
			факторов
опы-
та	х0	х1	х2	х3	х4	х5	lnƒ	ln Ih	ln εσ	ln Ey
1	+	-	-	-	-	+	-1,5799	-19,2787	-1,2730	6,8835
2	+	+	-	-	-	-	-1,8773	-20,9340	-1,4271	6,8255
3	+	-	+	-	-	-	-1,5512	-19,6795	-1,5141	6,9585
4	+	+	+	-	-	+	-1,8079	-20,0402	-1,2730	7,0631
5	+	-	-	+	-	-	-1,5995	-19,3701	-1,4691	6,7238
6	+	+	-	+	-	+	-1,7603	-19,9168	-1,2379	7,0264
7	+	-	+	+	-	+	-1,5233	-19,4648	-1,3093	6,9903
8	+	+	+	+	-	-	-1,8579	-20,4457	-1,1712	7,1196
9	+	-	-	-	+	-	-1,5325	-19,9625	-1,5607	6,7298
10	+	+	-	-	+	+	-1,7958	-20,5244	-1,2379	7,0309
11	+	-	+	-	+	+	-1,5512	-19,6314	-1,3471	6,9994
12	+	+	+	-	+	-	-1,8452	-21,0658	-1,2730	7,0264
13	+	-	-	+	+	+	-1,4872	-19,5855	-1,2379	6,8373
14	+	+	-	+	+	-	-1,8579	-20,9718	-1,1712	6,9256
15	+	-	+	+	+	-	-1,5995	-19,8731	-1,5141	6,9007
16	+	+	+	+	+	+	-1,7603	-20,5163	-1,1394	7,0792
17	+	+2	0	0	0	0	-1,9242	-19,9440	-0,9943	6,8835
18	+	-2	0	0	0	0	-1,4872	-18,7003	-1,3471	6,7968
19	+	0	+2	0	0	0	-1,7260	-21,2176	-1,4697	7,1050
20	+	0	-2	0	0	0	-1,8839	-19,2282	-1,0788	6,6227
21	+	0	0	+2	0	0	-1,6296	-20,3940	-1,0788	7,0211
22	+	0	0	-2	0	0	-1,7487	-21,2013	-1,7148	6,8079
23	+	0	0	0	+2	0	-1,7838	-21,0244	-1,5607	6,7879
24	+	0	0	0	-2	0	-1,8202	-20,5749	-1,1394	7,0166
25	+	0	0	0	0	+2	-1,7958	-19,6314	-1,2379	6,9745
26	+	0	0	0	0	-2	-1,6767	-21,1090	-1,6607	6,8134
27	+	0	0	0	0	0	-1,7373	-21,2013	-1,4271	6,8565
28	+	0	0	0	0	0	-1,7838	-21,3395	-1,6607	6,8189
29	+	0	0	0	0	0	-1,7260	-21,1238	-1,5607	6,8373
30	+	0	0	0	0	0	-1,6874	-21,0244	-1,4697	6,8298
31	+	0	0	0	0	0	-1,7603	-21,4783	-1,7148	6,8469
32	+	0	0	0	0	0	-1,7038	-20,9340	-1,5141	6,7912

150