8.4. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом

Изменение качественных характеристик в подвижных и неподвижных соединениях нанесением регулярных микрорельефов на контактирующие поверхности происходит как комплексно, так и по отдельным показателям.

8.4.1. Трение и износостойкость

Исходный микрорельеф трущихся поверхностей определяет не только качество, длительность приработки и первоначальный износ, но и темп последующего нормального изнашивания. Это обусловлено дискретностью контактирования трущихся поверхностей и связано с решающим влиянием на их изнашивание таких факторов, как несущая поверхность, маслоемкость ее при работе со смазкой, объем и расположение масляных карманов относительно направления трения, способность удерживать твердые частицы, локализуя их действие и снижая абразивный износ. Эти факторы, оказывая решающее влияние на скорость изнашивания, определяют и другие характеристики трения: коэффициент трения, силы внешнего трения при всех видах фрикционных связей (скол, пластическое оттеснение, упругое деформирование, адгезионное и когезионное разрушение).

Высокая степень регулярности микрорельефов, создаваемых вибронакатыванием, облегчает исследование влияния всех параметров микрогеометрии (как отдельно, так и в совокупности) на все характеристики трения и, в частности, на коэффициент трения, толщину масляной пленки, силу трения, температуру в зоне трения, нормальный износ.

8.4.2. Герметичность резинометаллических уплотнений

Резинометаллические уплотнения – один из широко применяемых, весьма ответственных узлов современных машин, аппаратов и приборов. От качества уплотнений во многом зависит срок службы машин и приборов, их надежность в эксплуатации. Потеря смазки, ее загрязнение приводят к ухудшению теплообмена, к возникновению сухого трения и в результате – к ускоренному износу деталей. Поэтому повышение надежности, удлинение срока службы уплотнений – важная для промышленности задача. Одно из направлений решения этой задачи, в частности для уплотнений вращающихся валов, – это повышение гладкости их рабочих поверхностей, контактирующих с резиновыми манжетами, увеличение твердости за счет термической обработки и хромирования.

Однако эти технологические мероприятия привели только к удорожанию уплотнительного устройства. Проведенные сравнительные исследования в парах трения «вибронакатанная поверхность вала – уплотнительная манжета» и «шлифованная поверхность вала – манжета» показали, что уплотнительные устройства, где присутствуют РМР, более износостойкие, чем со шлифованными поверхностями. В зависимости от режима вибронакатывания и степени уплотнения износ был на 38 – 70 % меньше.

8.4.3. Плавность хода

Плавность хода характеризуется точностью перемещения одной детали относительно другой на заданную величину. Особо высокие требования по плавности хода предъявляются к деталям прецизионных пар приборов, станков, аппаратов. Высокая плавность хода достигается высокой точностью обработки деталей и тщательностью отделки их рабочих поверхностей с применением чаще всего доводочных операций.

Как уже указывалось, большинством способов чистовой обработки резанием создаются поверхности недостаточно маслоемкие; этот дефект проявляется тем в большей мере, чем тщательнее обработаны поверхности. Так, особо малой маслоемкостью отличаются поверхности шероховатостью выше 0,063 – 0,1 мкм по параметру Rz, но именно так тщательно обрабатываются детали прецизионных пар, к которым предъявляются особо высокие требования в отношении плавности хода. Поэтому работа таких пар сопряжена не только с недостаточной плавностью хода, но с опасностью задиров и даже схватывания. Для выявления возможности улучшения работы прецизионных пар за счет увеличения маслоемкости рабочей поверхности одной из деталей были проведены исследования на прецизионных парах корпус ползуна – направляющая автомата проходного точения, при этом вибронакатке подвергалась наружная цилиндрическая поверхность корпуса. Пары с вибронакатанными корпусами сопоставлялись по плавности хода с парами, корпуса которых обрабатывались по принятому на заводе технологическому процессу – доводка трехмикронной пастой с достижением шероховатости Rа = 0,025 – 0,04 мкм. При этом выдерживалось отклонение от геометрической формы, равное 2 мкм, а сборка пары производилась с зазором 3 – 6 мкм.

Результаты сравнительного исследования плавности хода пар с доведенными и вибронакатанными корпусами показали, что при различных величинах средних сборочных зазоров в парах с вибронакатанными поверхностями исключатся схватывание поверхностей и задиры, а плавность хода станет лучше, так как повышается точность настройки.