Двигатели внутреннего сгорания. 2010. №2 PDF (Size:7770 МБ)

Технология производства ДВСУДК 539.3:621.432.3В.Н. Шеремет, асп., Н.А. Ткачук, д-р техн. наук, В.Г. Гончаров, канд. техн. наукПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА ТЯЖЕЛОНАГРУЖЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ДВС ПУТЕМДИСКРЕТНОГО УПРОЧНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯВведениеВ настоящее время вопросы конструированияи расчета двигателей внутреннего сгорания получилизначительное развитие и изложены во многихмонографиях, статьях, учебниках [1]. При этомрезервы повышения технических характеристикдвигателей заложены во многом не только в конструкции,а в технологии изготовления и свойствахматериалов, из которых они производятся, и такжев свойствах поверхностных слоев деталей двигателей.В связи с этим особое внимание в настоящеевремя уделяется разработке и внедрению новыхпрогрессивных технологий обработки поверхностейтяжелонагруженных деталей двигателей, которыепозволяют повысить их прочность и износостойкость.В частности, перспективной являетсятехнология дискретного упрочнения поверхностныхслоев деталей двигателей, описанная, в частности,в работах [2-6]. Ее применение, в отличие оттрадиционных методов, приводит к одновременномуповышению и прочностных, и трибологическиххарактеристик обработанных деталей. При этомоткрытым остается вопрос определения рациональныхпараметров технологического процессадискретного упрочнения. Поскольку прочность ижесткость поверхностных слоев обработанных деталейнапрямую связана с исследованием их напряженно-деформированногосостояния (НДС), тов работе описаны методы, модели и результатыанализа НДС поверхностных слоев деталей ДВС,обработанных методом дискретного упрочнения,проиллюстрированные на примере коленчатых валовтепловозных двигателей.Постановка задачиЦелью комплекса научно-исследовательскихработ [1-7], проводимых авторами, является повышениересурса двигателей магистральных тепловозови других машин путем научного обоснования,создания и внедрения в производство новых комплексныхэнергосберегающих технологий изготовленияи ремонта тяжелонагруженных деталей набазе дискретного упрочнения.118В соответствии с поставленной целью в работеописано решение задачи оптимизации режимовдискретной обработки для получения необходимыхпрочностных и триботехнических характеристик наоснове расчета НДС фрагмента коленчатого валатепловозного двигателя.Подходы к решению поставленных задачИзнос поверхностей трения происходит в результатедвух разновидностей механического изнашивания– абразивного и усталостного [7]. Такимобразом, например, долговечность и ресурсработы коленчатых валов двигателей определяютсядвумя параметрами – усталостной прочностью изделияи износостойкостью поверхности шеек. Есливопрос повышения усталостной прочности коленчатоговала и вообще всех элементов трибосистемдвигателя решается в значительной мере на стадиипроектирования и назначения объемной термическойобработки, то износостойкость деталей полностьюзависит от методов упрочнения их поверхностныхэлементов.Общим и наиболее существенным недостаткомвсех традиционных методов поверхностного упрочненияявляется то, что они сводятся лишь к повышениютвердости материала поверхностногослоя детали. Но, как известно, одна твердость неможет однозначно характеризовать износостойкость.В результате вышесказанного ресурс двигателейдо отправки на капитальный ремонт в реальныхусловиях эксплуатации оказывается существеннониже нормативного.В данной работе проблема повышения ресурсаи надежности двигателей тепловозов решается применениемдискретного упрочнения поверхноститяжелонагруженных деталей, работающих в условияхтрения [1-7]. Дискретное покрытие наноситсяэлектроискровым методом на внешнюю поверхностьизделия из легированных материалов в видерасположенных на определенном расстоянии одинот другого островков разной конфигурации (методэлектроискрового легирования – рис. 1). После этогоповерхность шлифуют – происходит срезка приращеннойчасти дискретных покрытий, которые име-ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2'2010