ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА НЕРЖАВЕЮЩИХ МАТЕРИАЛАХ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ КОНТАКТНЫХ НАГРУЗОК
Аннотация
Как показывает практика, особенностью нержавеющих сталей, допущенных к применению в судовой отрасли, является закусывание и схватывание на контактных и резьбовых поверхностях при сборке даже при невысоких усилиях затяжки 0,1 предела текучести материала при требуемых не менее 0,5 предела текучести, что ведет к нестабильности затяжки соединения лопасть - ступица или недостаточной затяжке. В данной работе поставлена задача экспериментального исследования поведения металлических покрытий для пар трения из нержавеющих высокопрочных сталей, работающих при высоких контактных давлениях Целью работы является выявление предельных практических усилий затяжки без угрозы появления задиров и схватывания при сборке соединений гребных винтов. Объектом экспериментальных исследований являлось изучение покрытий металлов, нанесенных на нержавеющую основу, и стабильность сдвига контактирующих поверхностей, исходя из предположения о том, что покрывающий металл «работает» как твердо-пластичная смазка. Определены граничные величины усилий, при которых происходит закусывание нержавеющих материалов, определены покрытия и метод нанесения, исключающие закусывание при высоких контактных давлениях, определены коэффициенты трения покрытий, нанесенных методом холодного газодинамического напыления на нержавеющую основу. Установлено, что наиболее приемлемым покрытием для исключения явлений задиров и схватывания на контактных поверхностях элементов крепления гребных винтов является покрытие алюминием, нанесенное холодным газодинамическим методом. Максимальная нагрузка на контактную поверхность для данного покрытия составила 380 МПа, что соответствует затяжке 0,55 от предела текучести материала. Подтверждено, что кроме алюминиевого покрытия допускается использование покрытия медью.
Ключевые слова
нержавеющие стали, закусывание и схватывание, металлические покрытия, метод холодного газодинамического напыления
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Кацман Ф. М. Конструирование винто-рулевых комплексов морских судов / Ф. М. Кацман, Г. М. Кудреватый. - Л.: Судостроение, 1974. - 376 с.
Биргер И. А. Резьбовые и фланцевые соединения / И. А. Биргер, Г. Б. Иосилевич. - М.: Машиностроение, 1990. - 368 с.
Некрасов А. Я. Схемы контактного нагружения витков винтовых соединений / А. Я. Некрасов, М. О. Арбузов // Вестник МГТУ «Станкин». - 2013.- № 4 (27). - С. 36-41.
Муркин С. В. Экспериментально-теоретическое исследование положения оси перекоса резьбового соединения, нагруженного опрокидывающим моментом / С. В. Муркин, А. С. Иванов, М. М. Ермолаев [и др.] // Вестник машиностроения. - 2015. - № 10. - С. 31-34.
ГОСТ 9.303-84. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору и обозначения. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 75 с.
Горячева И. Г. Механика фрикционного взаимодействия: монография / И. Г. Горячева. - М.: Наука, 2001. - 478 с.
Шустер Л. Ш. Влияние свойств материала деталей трибосопряжений на их изнашивание / Л. Ш. Шустер, Р. Р. Камалетдинова // Вестник машиностроения. - 2016. - № 7. - С. 50-52.
Архипов В.Е. Обработка стали твердыми частицами с использованием газодинамических установок / В. Е. Архипов, А. Ф. Лондарский, А. Ф. Мельшанов [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2013. - № 9 (105). - С. 7-12.
Архипов В. Е. Технологические особенности газодинамического напыления покрытий / В. Е. Архипов, А. Ф. Лондарский, А. Ф. Мелыпанов [и др.] // Вестник машиностроения. - 2015. - № 9. - С. 64-69.
Зернин М. В. Моделирование контактного взаимодействия с использованием положений механики «контактной псевдосреды» / М. В. Зернин, А. П. Бабин, А. В. Мишин, В. Ю. Бурак // Вестник Брянского государственного технического университета. - 2007. - № 4. - С. 62-72.
Матвеевский Р. М. Смазочные материалы. Антифрикционные и противоизносные свойства. Методы испытаний / Р. М. Матвеевский, В. Л. Лашхи, И. А. Буяновский [и др.]. - М.: Машиностроение, 1989. - 224 с.
Механика и физика процессов на поверхности и в контакте твердых тел и деталей машин: межвуз. сб. науч. тр. / под ред. Н. Б. Демкина. - Тверь: ТГТУ, 2006. - 232 с.
Об авторах
Веселков Вячеслав Васильевич - доктор технических наук, профессор
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Лобанов Николай Владимирович - кандидат технических наук, доцент
Филиал ФГАОУВО «Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»Васильев Андрей Владимирович - аспирант
an_vasss@mail.ru. kaf_shipbuilding@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»
