ПІДВИЩЕННЯ ДОВГОВІЧНОСТІ ВАЛІВ ВІДЦЕНТРОВИХ НАСОСІВ КОМБІНОВАНИМИ МЕТОДАМИ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-004X.2022.2(6).11Ключові слова:
відцентровий насос, шийки валів, підшипник ковзання, електроіскрове легування, безабразивна ультразвукова фінішна обробка, знос, машина тертяАнотація
В статті проведений аналіз літературних джерел, який показав, що в останні роки появились нові технологічні методи зміцнення поверхневих шарів шийок валів відцентрових насосів. Вони основані на використані екологічно безпечного методу електроіскрового легування (ЕІЛ) (цементація, нанесення комбінованих покрить з дисульфідом молібдену (МоS2), покрить складу Al-C-B) і без проведення порівняльних випробувань на зносостійкість важко віддати перевагу тому, чи іншому методу.
Дослідженнями на машині тертя СМЦ-2 встановлено, що ваговий знос круглих зразків зі шліфованої сталі 40Х, контактуючих в умовах змащення турбінним маслом Т-22 з бабітовими вкладишами підшипників ковзання (ПК) по схемі «диск-вкладиш», в 1,15 рази більший чим зі сталі 30Х13 і, відповідно в 2,50 і 4,41 рази ніж сталі 40Х після цементації методом ЕІЛ (ЦЕІЛ) + безабразивна ультразвукова фінішна обробка (БУФО) і ЕІЛ (Мо+S) + БУФО. В свою чергу лінійний знос круглих зразків шліфованої сталі 40Х більший чим сталі 30Х13 в 1,09 рази і, відповідно в 2,83 і 5,85 рази ніж сталі 40Х після ЦЕІЛ + БУФО і ЕІЛ (Мо+S) + БУФО. При цьому був визнаний найменший коефіцієнт тертя 0,025 і 0,030, який належить покриттям з МоS2, сформованим, відповідно на зразках зі сталі 30Х13 і 40Х і обробленим БУФО.
Аналіз характеру зміни лінійного зносу круглих зразків зі сталі 40Х і 30Х13, як зміцнених, так і не зміцнених, показав, що у всіх зразків спочатку відбувається більш інтенсивне зношування, яке після 2-х годин стирання сповільнюється, стає більш стабільним і в першому наближенні нагадує експоненціальну залежність. Найкращою зносостійкістю володіють зразки зміцнені в послідовності ЕІЛ (Мо+S) + БУФО, знос яких після 8 год іспитів складає 0,9 і 1,1 мкм, відповідно зі сталі 30Х13 і 40Х.
Ваговий і лінійний знос зразків зі сталі 40Х без зміцнення більший в порівнянні з незміцненими зразками зі сталі 30Х13, які випробувались у парі з контртілом з твердого сплаву ВК8 в умовах рясного змащення індустріальним мастилом І40А, відповідно на 21,7 і 14,2 %; в порівнянні з зразками зі сталі 40Х з покриттям, нанесеним методом ЕІЛ складу (Al-C-B) з наступною БУФО, відповідно на 77,8 і 84,7 %; і зі сталі 30Х13 з аналогічною обробкою ЕІЛ (Al-C-B) + БУФО, відповідно на 98,0 і 71,8 %.
Посилання
Jenergojeffektivnye, al'ternativnye i jenergosberegajushhie tehnologii: monografija / V.A. Marcinkovskij, V.B. Tarel'nik, B. Antoshevskij i dr.; Pod red. prof. V.A. Marcinkovs'kogo i prof. V.B. Tarel'nika.- g. Sumy: Izdatel'stvo «MakDen»: rus. jaz., 2016.- 317 s.: s ….il.
Luchin G.A., Peshti Ju.V., Snopov A.I. Gazovye opory turbomashin. - M.: Mashinostroenie, 1989. - 240 s
Borovskij B.I. Jenergeticheskie parametry i harakteristiki vysokooborotnyh lopastnyh nasosov.- M.: Mashinostroenie, 1989.- 183 s.
The technique of formation of the axisymmetric heterogeneous flow for thermal spraying of powder materials / V. I. Kuzmin, A. A. Mikhal’chenko, O. B. Kovalev [et al.] // J. of Thermal Spray Technology. – 2012. – V. 21. – No. 1. – Р. 159–168.
Morand, G., Chevallier, P., Bonilla-Gameros, L., Turgeon, S., Cloutier, M., Da Silva Pires, M., Sarkissian, A., Tatoulian, M., Houssiau, L., Mantovani, D. On the adhesion of diamond-like carbon coatings deposited by low-pressure plasma on 316L stainless steel (2021) Surface and Interface Analysis, 53 (7), pp. 658-671. https://doi.org/10.1002/sia.6953
B. Antoszewski and V. Tarelnyk, "Laser Texturing of Sliding Surfaces of Bearings and Pump Seals", Applied Mechanics and Materials, Vol. 630, pp. 301-307, 2014. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.630.301
Pliszka, I., Radek, N. Corrosion Resistance of WC-Cu Coatings Produced by Electrospark Deposition (2017) Procedia Engineering, 192, pp. 707-712. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.06.122
Mashkov, Y.K., Korotaev, D.N., Baibaratskaya, M.Y. et al. Nanostructured coatings synthesized by electro-spark machining. Tech. Phys. 60, 1489–1493 (2015). https://doi.org/10.1134/S1063784215100217
Tarelnyk, V.B., Gaponova, O.P., Loboda, V.B., Konoplyanchenko, E.V., Martsinkovskii, V.S., Semirnenko, Yu.I., Tarelnyk, N.V., Mikulina, M.A., Sarzhanov B.A. Improving Ecological Safety when Forming Wear-Resistant Coatings on the Surfaces of Rotation Body Parts of 12Kh18N10T Steel Using a Combined Technology Based on Electrospark Alloying. Surf. Engin. Appl. Electrochem. 57, 173–184 (2021). https://doi.org/10.3103/S1068375521020113
F.A. P. Fernandes, S.C. Heck, R.G. Pereira, A. Lombardi-Neto, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 40(2): 175 (2010).
Shu-Hung Yeh, Liu-Ho Chiu, Heng Chang, Engineering, Scientific Research Publishing,9(3): 942 (2011).
S. Ben Slima, Materials Sciences and Applications, Scientific Research Publishing, 9(3): 640 (2012).
V. B. Tarel’nik, A. V. Paustovskii, Yu. G. Tkachenko, V. S. Martsinkovskii, A. V. Belous, E. V. Konoplyanchenko, O. P. Gaponova, Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 54: 147 (2018).
V. B. Tarelnyk, O. P. Gaponova, Ye. V. Konoplianchenko, V. S. Martsynkovskyy, N. V. Tarelnyk, O. O. Vasylenko, Metallofiz. NoveishieTekhnol., 41, No. 1: 47 (2019). https://doi.org/10.15407/mfint.41.01.0047
V. B. Tarel’nik, E. V. Konoplyanchenko, P. V. Kosenko, V. S. Martsinkovskii, Chem Petrol Eng53: 540 (2017). https://doi.org/10.1007/s10556-017-0378-7
Patent Ukrainy na vynakhid № 82948, 23s 8/00. Sposib tsementatsii stalevykh detalei elektroeroziinym lehuvanniam/ V.S.Martsynkovskyi, V.B.Tarelnyk, A.V.Belous / Opubl. 25.03.2008, biul. № 10.
Patent Ukrainy na vynakhid № 101715, MPK 23N 9/00. Sposib tsementatsii stalevykh detalei elektroeroziinym lehuvanniam / V.S. Martsynkovskyi, V.B. Tarelnyk, M.P. Bratushchak / opubl. 25.01.2013, biul. № 8.
Patent Ukrainy na korysnu model №142822, MPK (2020.01) C23C 8/00, C23C 28/00. Sposib tsementatsii stalevykh detalei elektroiskrovym lehuvanniam / V.B. Tarelnyk, V.S. Martsynkovskyi, O.P. Haponova, O.M. Myslyvchenko, V.O. Pyrohov, A. D. Lazarenko / opubl. 25.06.2020, Biul. № 12.
Ye.K. Solovykh, V.V. Akulin, A.Ie. Solovykh, S.Ie. Katyrynych. Pidvyshchennia funktsionalnykh vlastyvostei halvanichnykh polimerometalevykh pokryttiv na osnovi midi pry protochnomu naroshchuvanni znoshenykh poverkhon /Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatizatsiia, 2015, vyp. 28. S. 24-29.
Ishhuk Ju.L. Sostav, struktura i svojstva plastichnyh smazok. - K.: Naukova dumka, 1996. - 513 c.,
Kompozicii na osnove polidijetilsiloksana i modificirovannyh kremnezemov: uluchshenie smazochnyh harakteristik / L.I. Borisenko, S.A. Radzievskaja, D.A. Shherbakov, N.V. Borisenko, V.M. Bogatyrev, I.I. Vojtko // Poverhnost'. - 2015. - Vyp. 7(22). - S. 137-146.
Gnezdilova Ju.P. Uprochnenie sul'focianirovaniem jelektroosazhdennyh zhelezo-molibdenovyh pokrytij dlja vosstanovlenija detalej mashin [Tekst] / Ju.P. Gnezdilova, V.V.Serebrovskij - Kursk: Izd-vo KGSHA. - 2008. - 143 s.
Patent Ukrainy na korysnu model №144932, MPK (2020.01), B23H 1/00, B23H 9/00. Sposib formuvannia pokryttia na poverkhni stalevoi detali metodom elektroiskrovoho lehuvannia / V.B. Tarelnyk, V.S. Martsynkovskyi, O.P. Haponova, O.M. Myslyvchenko, V.O. Pyrohov, A.D. Lazarenko; opubl. 10.11.2020, Biul. № 21.
Martsynkovskyy V., Tarelnyk V., Konoplianchenko I., Gaponova O., Dumanchuk M. (2020) Technology Support for Protecting Contacting Surfaces of Half-Coupling—Shaft Press Joints Against Fretting Wear. In: Ivanov V. et al. (eds) Advances in Design, Simulation and Manufacturing II. DSMIE 2019. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22365-6_22
Lebed' V.T., Kulachenko A.A. Optimizacija tehnologii nanesenija pokrytij v soedinenijah krupnogabaritnyh sostavnyh valkov dlja povyshenija nesushhej sposobnosti. Nadіjnіst' іnstrumentu ta optimіzacіja tehnologіchnih sistem : zb. nauk. prac'. Kramators'k – Kiїv, 2008. Vip. №23. S. 240–247.
Kushhenko A.V., Bashkarev A.Ja. Upravlenie frikcionnymi svojstvami polimidnyh pokrytij v soedinenijah s natjagom. Nauchno-tehnicheskie vedomosti Cankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politehnicheskogo universiteta. №1(238)’ , 2016.-S. 155-162.
Aslanjan I. R., Krioni N. K., Shuster L. Sh. Tribologicheskie harakteristiki jelektroliticheskih pokrytij v razlichnyh uslovijah trenija. Ufa: UGATU, 2013 T. 17, № 8 (61). S. 24–28.
Selivanov K.S., Galiakbarov R.F. Povyshenie fretting-stojkosti detalej mashin kompleksnoj vakuumnoj plazmennoj obrabotkoj. Aviacionno-kosmicheskaja tehnika i tehnologija. Ufimskij gosudarstvennyj aviacionnyj tehnicheskij universitet. Ufa. 2011, №7 (84).- S.29-32.
Tarel'nik V.B., Marcinkovskij V.S., Belous A.V., Pavlov A.G. Problemy i perspektivy povyshenija kachestva nepodvizhnyh soedinenij. Mashinobuduvannja. 2012. № 9. S. 218-232.
Patent Ukrainy na korysnu model № 148495, MPK (2021.01) B23H 1/00, B23H 7/00. Sposib zmitsnennia poverkhon stalevykh detalei par tertia / V.B. Tarelnyk, V.S. Martsynkovskyi, O.P. Haponova, O.M. Myslyvchenko, Ye.V. Konoplianchenko, N.V. Tarelnyk, O.A. Sarzhanov, V.O. Pyrohov, A.D. Lazarenko, A.D. Polyvanyi, M.A. Zenkin, T.P. Voloshko opubl. 11.08.2021, Biul.№ 32.
Нежибецкий Г.Н., Шкурко А.И. Втулки концевых уплотнений ротора. Современные энергоэффективные технологии реализации инженерных задач динамического оборудования: монография. 2017. С. 191-193.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Технологiї в машинобудуваннi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
