Анотація до роботи:

Джус Р.М. Підвищення зносостійкості вузлів тертя трансмісій з використанням технологій тріботехнічного відновлення. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.04 – Тертя та зношування в машинах. Національний авіаційний університет, Київ, 2004.

Розкритий механізм квазібеззносного тертя трібоспряжень, на робочих поверхнях яких нанесено металокерамічне покриття за допомогою добавок мінерального походження до мастильних матеріалів (так званих ревіталізантів). За допомогою автоматизованого комплексу трібодіагностування, побудованого на базі методу акустичної емісії та розробленого пристрою безперервної фіксації зміни геометрії зразків, простежено всю динаміку утворення та функціонування цього покриття. Випробування на знос зафіксували повну беззносність зразків з покриттям у обраному часі експерименту (80 год.) з незначним приростом ваги та розміру зразків завдяки утворюємому покриттю. Проведено комплексні металофізичні дослідження поверхонь з цими покриттями за допомогою сучасних методів, включаючи Фурьє-аналіз розподілу напружень, анізотропії та текстури структури покриття за допомогою двомірного дифракційного спектру по електронографічному зображенню. Визначено будову МК покриттів, механізм реалізації беззносного тертя та реологічні особливості його роботи. Запропоновано концептуальну модель розрахунку напружено деформованого стану системи з МК покриттям для оцінки її надійності та довговічності.

Сформульовано технологічні рекомендації щодо нанесення цих покриттів та їх застосування у експлуатації. Таке наукове пояснення унікальних властивостей МК покриттів допоможе впровадженню трібовідновлювальних технологій у особливо відповідальних та наукоємних галузях, де без глибокого вивчення та обґрунтування процесу їх застосування неможливе.

У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення і вирішення наукової задачі, що полягає у підвищенні зносостійкості вузлів тертя трансмісій за рахунок використання технологій тріботехнічного відновлення (завдяки мінеральним добавкам до мастильних матеріалів).

Наукове значення роботи – визначено закономірності утворення і беззносного тертя покриттів, що утворюються при цьому, а також отримано їхні реологічні і фізико-механічні характеристики.

Прикладне значення роботи – сформульовано технологічні рекомендації щодо нанесення цих покриттів та їх застосування у експлуатації. Таке наукове пояснення особливих властивостей МК покриттів допоможе впровадженню трібовідновлювальних технологій у особливо відповідальних та наукоємних галузях, де без глибокого вивчення та обґрунтування процесу їх застосування неможливе.

При виконанні дисертаційної роботи були отримані такі результати:

1. Проведений аналіз стану питання по застосуванню як самих ревіталізантів, так і інших добавок, мастильних композицій і технологічних способів підвищення зносостійкості ТС показав, що тема даних досліджень є досить актуальною. Результати впровадження «квазібеззносних» покрить, отриманих за допомогою застосування ревіталізантів, досить успішні. Експериментальні і теоретичні дослідження питання дозволяють, до деякої міри, пояснити «беззносні» властивості подібних покрить з точки зору структурно-енергетичної теорії тертя, сінергетики і системно-фізичного аналізу. З іншого боку, велике число непояснених моментів (таких, як динаміка утворення, структура і будівля, реологічна модель роботи, сам механізм беззносності та ін.) не дозволяє впроваджувати трібовідновлювальні технології, настільки широко, наскільки хотілося б, особливо в таких відповідальних і наукомістких галузях, як авіація, космонавтика, атомна енергетика і т.п.

2. З урахуванням виняткової специфічності поставлених задач, розроблена і побудована автоматизована система трібодіагностики на базі методу АЕ. Її складовою частиною є пристрій для безперервного фіксування зміни розміру випробовуваних зразків, установлюваний на стандартну машину тертя 2070 СМТ-1. Цей пристрій дозволив простежити динаміку утворення захисного МК покриття, що було необхідно для розкриття механізму і фізичної сутності явищ, що протікають при цьому. Використання автоматизованої системи контролю процесів зношування дозволило, після обґрунтованого вибору інформативних параметрів АЕ, розробити експрес-методику трібодіагностики вузлів тертя, що дозволяє, в деяких випадках, скоротити час порівняльних випробувань на знос у десятки разів, а також реєструвати динаміку процесів зношування з чутливістю до 1 нг (10^-9г). Спираючись на це, розроблено оригінальну методику випробувань на знос зразків, обробляємих ревіталізантами.

3. При експлуатаційних дослідженнях МК покрить визначений діапазон контактних тисків, у якому можливе утворення на поверхнях моделюємих ТС цього покриття (700...1000Мпа). Проведенні випробування на зносостійкість зафіксували відсутність зносу ТС із МК шаром у межах обраного часу іспитів (80 г.). Досліджено динаміку утворення покриття і формування його особливих властивостей. Виявлено збільшення в 20 разів живучості агрегатів, оброблених ревіталізантом, при масляному голодуванні. Досліджено будову МК покриття і механізм реалізації «квазібеззносного» тертя за рахунок макрозрушуючих процесів усього покриття й ізометричних проворотів окремих глобул його структури при переорієнтації їх під кутом 90 до напрямку головних діючих напруг. Установлено вплив квазірідкого шару аморфної фази покриття на реалізацію ефекту нетипового гідродинамічного мащення. Сформульовано гіпотезу про двоїстий вплив на «квазібеззносність» ТС з МК покриттям цих двох ефектів. Запропонована реологічна модель Прандтля, що пояснює особливі властивості МК шару.

4. Створено інформаційно-статистичну модель структурної організації МК покрить. Фізичний аналіз трансформації структурного стану у трібосистемі з МК покриттям показав, що відношення часток ансамблів _i трібосистеми до і після зміни зовнішнього середовища дорівнює відношенню інтенсивності їхньої роботи в цих же умовах. Логарифм відношення ймовірностей перебування системи в цих станах може служити мірою працездатності ТС. Перенос потенціалу через поверхню розглянутого об’єму МК покриття складається з переносу за рахунок макроскопічного руху речовини і потоку переносу. Тому динаміка МК шару в полі діючих напруг дозволяє віднести його до «умовно рівноважної» системи, що і є основною передумовою його квазібеззносності. Уперше проведений аналіз складно-напруженого стану системи з МК шаром, у результаті якого визначені умови її переходу з пружної області в динамічну повзучість, що є одним з каналів релаксації надлишкової енергії. Уперше запропонована концептуальна модель аналізу НДС двошарової системи з МК покриттям. З її допомогою визначено, що застосування ревіталізантів не тільки поліпшує трібологічні характеристики оброблюваних поверхонь, але й об'єктивно не погіршує механічних критеріїв працездатності системи. Встановлено визначальну роль армуючої фази МК покриття на його стійкість в умовах складного НДС.

5. Отримано експериментальне підтвердження висновків про механізми реалізації особливих властивостей МК покрить. Розроблено практичні рекомендації по застосуванню ТТВ для підвищення довговічності агрегатів трансмісій АТ. Визначена деяка метастабільність МК шару, що фіксується після місячного простою ТС без тертя. Для цих випадків визначений припрацювальний режим, у ході якого початкові «квазібеззносні» властивості покриття цілком відновлюються. Проведено теоретичний аналіз причин метастабільності реологічних властивостей МК покриттів.

Публікації автора:

1. Джус Р.М., Стадніченко В.М., Стадніченко М.Г. Пристрій для безупинної реєстрації динаміки зміни геометрії зразків при випробуваннях на тертя і знос // Вісн. НТУ “ХПИ”. Зб. наук. пр. – Харьков: НТУ “ХПИ”. – 2003. №12. Т.1. – С. 58-64.

   Стадніченко М.Г., Джус Р.М., Чотій Л.Ю. Автоматизована система трібодіагностики. Перспективи використання у авіації // Вісн. НТУ «ХПИ»: Зб. наук. пр. – Харьков: НТУ “ХПИ”. – 2`2004. – С. 157-164.

   Границі застосовності методу акустичної емісії при вирішенні задач трібодіагностики / Джус Р.М., Стадніченко В.М., Стадніченко М.Г., Трошін О.М. // Зб. наук. пр. ХІ ВПС. – Харків: ХІ ВПС. – 2004.– №1(10). – С. 187-194.

   Об образовании и функционировании МК покрытия, полученного с помощью ревитализантов / Джус Р.Н., Стадниченко В.Н., Стадниченко Н.Г., Трошин О.Н. // Вестн. науки и техн. – Харьков: ХДНТ и НТУ “ХПИ”. – 2004. – Вып. 1(16). – С. 59-64.

   Джус Р.Н. Реологические особенности автомобильных трибосистем при применении ревитализантов // Автомобильный транспорт / Сб. научн. трудов. – Харьков: ХНАДУ. – 2004. – Вып. 14. – С. 52-55.

   Джус Р.Н. Системно-физический подход к объяснению безызносного трения при использовании ревитализантов // Открытые информационные и компьютерные технологии: Сб. науч. трудов. Вып. 23. – Харьков: Нац. аэрокосмический ун-т «ХАИ». – 2004. – С. 183-186.

   Джус Р.Н., Стадниченко Н.Г. Технология применения ревитализантов в узлах трения авиационной техники с целью кардинального увеличения их ресурса // Виробництво та експлуатація авіаційної техніки: Матеріали V Міжнародної науково-технічної конференції “АВІА-2003”. Т.3. – Київ: НАУ. – 2003. – С. 35.61-35.64.