DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2019.1(32).103-113

Напружено-деформований стан поверхневого шару деталей при реалізації триботехнологій припрацювання і відновлення

В.В. Аулін, С.В. Лисенко, А.В. Гриньків, В.В. Яцун, І.О. Скриннік, А.Б. Гупка

Об авторах

В.В. Аулін, професор, доктор технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна

С.В. Лисенко, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна

А.В. Гриньків, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна

В.В. Яцун, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна

І.О. Скриннік, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна

А.Б. Гупка, кандидат технічних наук, Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, м. Тернопіль

Анотація

Для встановлення можливості захисту сталей від сірководневої корозії та корозійного розтріскування досліджено покриття цинкові, нанесені методом гарячого цинкування, металізаційні алюмінієві, нанесені методом електродугового напилення та комбіновані - металізаційні алюмінієві + епоксидне в середовищах різної агресивності. Показано, що нанесення цинкового покриття на сталь 20 підвищує корозійну тривкість в середньому в 1,5 рази у модельній морській воді (ММВ) без сірководню та майже у 2 рази у ММВ, насиченій сірководнем порівняно з такою для сталі 20 без покриття. У середовищі NACE корозійна тривкість зразків з цинковим покриттям різко знижується, що свідчить про недоцільність використання таких покриттів у кислих середовищах. Зразки з алюмінієвими покриттями показали високу корозійну тривкість у ММВ з різним вмістом сірководню та розчині NACE: швидкість корозії сталі з алюмінієвим покриттям знижується в 7,3 рази у ММВ, насиченій сірководнем, та в 1,7 рази у розчині NACE, порівняно зі швидкістю корозії сталі без покриття. Дослідження схильності до корозійного розтріскування показали, що зразки з алюмінієвим покриттям показали вищу опірність до сірководневого корозійного розтріскування ніж зразки без покриття. А зразки з комбінованим покриттям (металізаційне алюмінієве + Jotamastic 87GF) показали кращі захисні властивості, ніж зразки лише з алюмінієвим покриттям. Алюмінієві покриття, нанесені методом електродугового напилення на сталь 20 та комбіновані можна рекомендувати для захисту металевих поверхонь в сірководневих середовищах різної агресивності.

Ключові слова

напружено-деформований стан, триботехнічне припрацювання, триботехнічне відновлення, моделювання, поверхневий шар, напруження
PDF

Посилання

1. Zamota, T.N., Aulin, V.V. (2015). Upravlenie protsessami prirabotki osnovnyih sopryazheniy detaley mashin pri izgotovlenii i remonte: Monografiya [Management of the running-in processes of the main interfaces of machine parts in the manufacture and repair: Monograph]. Kirovograd: izd. Lyisenko V.F. [in Russian].

2. Aulin, V.V. at all. (2016). Trybofizychni osnovy pidvyshchennia nadiinosti mobilnoi silskohospodarskoi ta avtotransportnoi tekhniky tekhnolohiiamy trybotekhnichnoho vidnovlennia: monohrafiia [Tribophysical fundamentals of increasing the reliability of mobile agricultural and motor vehicles with tribotechnical recovery technologies: monograph]. Kropyvnytskyi: Lysenko V.F. [in Ukrainian].

3. Aulin, V.V., Kuzyk, O.V. (2013). Zmina stanu zon tertia detalei mashyn ta dynamichne trybomaterialoznavstvo yikh poverkhnevykh shariv [Changing the state of friction zones of machine parts and the dynamic tribomateriality of their surface layers]. Zbirnyk naukovykh prats Kirovohradskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiia – Collection of scientific works of Kirovohrad National Technical University. Engineering in agricultural production, industry engineering, automation. Issue 26, 32-40 [in Ukrainian].

4. Aulin, V.V., Lysenko, S.V., Zamota, T.M. (2017) Zmenshennia mekhanichnykh vtrat v osnovnykh spriazhenniakh detalei dyzeliv MSHT i ATT trybotekhnolohiiamy vidnovlennia [Reduction of mechanical losses in the main conjugations of the details of the MSCM and MV diesels with tribotechnology of restoration]. Naukovyi visnyk Natsionalnoho universytetu bioresursiv i pryrodokorystuvannia Ukrainy. Ser.: Tekhnika ta enerhetyka APK – Scientific Bulletin of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine. Ser.: APC Engineering and Energy, Issue 262, 211-227 [in Ukrainian].

5. Aulin, V.V. at al. (2017). Tribologicheskie perehody pri prirabotke poverhnostej treniya sopryazhenij detalej [Tribological transitions in the fitting of friction surfaces of joints of parts]. Problemy trybolohii - Problems of tribology, № 4, 87-96 [in Russian].

6. Aulin, V.V., Lysenko, S.V., Kuzyk, O.V., Zhylova, I.V. (2017). Fizyko-mezomekhanichnyi pidkhid do vyiavlennia kharakteru znoshuvannia spriazhen detalei silskohospodarskoi i avtotransportnoi tekhniky [Physico-mesomechanical approach to detecting the nature of the wear of the coupling of agricultural and motor vehicle parts]. Problemy trybolohii - Problems of tribology, № 4, 82-86 [in Ukrainian].

7. Aulin, V.V. et al. Mozhlyvosti tekhnolohii trybotekhnichnoho vidnovlennia dlia pidvyshchennia znosostiikosti i dovhovichnosti spriazhen detalei transportnykh zasobiv [Possibilities of tribotechnical restoration technologies to improve the durability and durability of the conjugations of vehicle parts]. Suchasni tekhnolohii v mashynobuduvanni ta transporti: naukovyi zhurnal – Modern technologies in mechanical engineering and transport: scientific journal, №1(10), 5-11 [in Ukrainian].

8. Aulin, V.V., Solovyh, E.K., Lysenko, S.V., Kuzyk, A.V. (2009). Perspektivy razvitiya tribotehnologij povysheniya dolgovechnosti detalej dizelej mobilnoj tehniki [Prospects for the development of tribotechnologies for increasing the durability of diesel engine parts of mobile equipment]. Materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., posvyashennoj 100-letiyu so dnya rozhdeniya professora Vadivasova D.G. – Materials Intern. scientific-practical Conf., dedicated to the 100th anniversary of Professor Vadivasov D.G., (pp.10-16) Saratov: SGAU [in Russian].

9. Aulin, V.V., Lysenko, S.V. (2014). Fizyko-tekhnolohichni zasady pidvyshchennia nadiinosti trybosystem dyzeliv mobilnoi silskohospodarskoi tekhniky [Physico-technological principles of increasing the reliability of tribosystems of diesels of mobile agricultural machinery]. Visnyk ZhNAEU: naukovo-teoretychnyi zbirnyk - ZhNAEU Bulletin: scientific and theoretical collection, issue. № 2(45), T. 4, part II. 56-68 [in Ukrainian].

10. Aulin, V.V., Zamota, T.N., Lysenko, S.V. (2016). Povyshenie ekspluatacionnoy iznosostoykosti detaley mashin ih tribotehnicheskim vosstanovleniem i upravleniem processami prirabotki [Improving the operational wear resistance of machine parts by their tribotechnical restoration and management of running-in processes]. MOTROL. Commission of Motorization and Energetics in Agriculture, Vol.18, No.2, 89-96 [in Russian].

11. Goryacheva, I.G. (2001). Mehanika frikcionnogo vzaimodeystviya [Friction Mechanics]. Moskow: Nauka [in Russian].

12. Aulin, V.V., Zamota, T.N. (2012). Razvitie ploschadi pyatna kontakta pri makroprirabotke poverhnostey treniya [The development of the area of the contact spot during macroprocessing of friction surfaces]. Problemi tribologії – Problems of tribology, №1, 9-13 [in Russian].

13. Voronin, N.A. (1994). Inzhenernyy metod resheniya kontaktnoy zadachi o vzaimodeystvii cilindricheskogo shtampa s uprugim dvuhsloynym poluprostranstvom [An engineering method for solving the contact problem of the interaction of a cylindrical stamp with an elastic two-layer half-space]. Trenie i iznos – Friction and wear, V.14, No.5, 754-763 [in Russian].

14. Aulin, V.V., Zamota, T.N., Lysenko, S.V. (2017). Povyshenie dolgovechnosti mobil'noy sel'skohozyaystvennoy i avtotransportnoy tehniki tribotehnologiyami prirabotki osnovnyh sopryazheniy detaley dvigateley [Improving the longevity of mobile agricultural and motor vehicles with tribotechnologies of running-in of the main interfaces of engine parts]. Tekhnichnyi servis ahropromyslovoho, lisovoho ta transportnoho kompleksiv – Technical service of agro-industrial, forestry and transport complexes, №8, 55-68 [in Russian].

15. Aulin, V.V., Lysenko S.V., Bilyk A.P. (2014). Trybofizychne ta fizyko-tekhnolohichne obgruntuvannia kombinovanoho funktsionalno-spriamovanoho zmitsnennia ta modyfikuvannia detalei i robochykh orhaniv SHT [Tribophysical and physico-technological substantiation of combined functionally directed strengthening and modification of parts and working bodies of the SGT]. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn: Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk – Design, production and operation of agricultural machines: National interagency scientific and technical collection, Vol. 44, 92-103 [in Ukrainian].

16. Aulin, V.V. (2014). Fizychni osnovy protsesiv i staniv samoorhanizatsii v trybotekhnichnykh systemakh: monohrafiia [Physical bases of processes and states of self-organization in tribotechnical systems: monograph]. Kirovohrad: Vyd. Lysenko V.F. [in Ukrainian].

17. Aulin, V.V., Lysenko, S.V., Velykodnyi, D.O., Hupka, A.B. (2017). Masshtabno-rivnevyi pidkhid do analizu protsesiv v materialakh trybospriazhen detalei mobilnoi silskohospodarskoi ta avtotransportnoi tekhniky [A scale-level approach to the analysis of processes in tribal materials of details of mobile agricultural and motor vehicles] Zahalnoderzhavnyi mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. Konstruiuvannia, vyrobnytstvo ta ekspluatatsiia silskohospodarskykh mashyn – National interagency scientific and technical collection. Design, production and operation of agricultural machines, Issue 47, Part II, 52-59 [in Ukrainian].

18. Timoshenko, S.P., Gud'er Dzh. (1979). Teoriya uprugosti [Theory of elasticity]. Moscow: Science. The main edition of the physical and mathematical literature [in Russian].

19. Birger, I.A. et al. (1993). Raschet na prochnost' detaley mashin: Spravochnik [The calculation of the strength of machine parts: Reference]. M.: Mashinostroenie [in Russian].

20. Aulin, V.V. (2014). Trybofizychni osnovy pidvyshchennia znosostiikosti detalei ta robochykh orhaniv silskohospodarskoi tekhniky [Tribophysical bases of increase of wear resistance of details and working bodies of agricultural machinery]. Doctor's thesis. Kirovograde [in Ukrainian].

21. Dzhus, R.M., Pryimakov, O.H., Pryimakov, H.O. (2007). Modeliuvannia protsesiv vidnovlennia tribospoluchen viiskovoi tekhniky zastosuvanniam revitalizantiv [Modeling of the process of restoration of military equipment tribulations by the use of revitalizers]. Systemy obrobky informatsii – Information processing systems, Issue 2, 16-19 [in Ukrainian].

Пристатейна бібліографія ГОСТ

  1. Замота Т.Н., Аулин В.В. Управление процессами приработки основных сопряжений деталей машин при изготовлении и ремонте: Монография. Кировоград: изд. Лысенко В.Ф. 2015. 303 с.
  2. Трибофізичні основи підвищення надійності мобільної сільськогосподарської та автотранспортної техніки технологіями триботехнічного відновлення: монографія / Аулін В.В. та ін.; за ред. В.В. Ауліна. Кропивницький: Лисенко В. Ф. 2016. 303 с.
  3. Аулін В.В., Кузик О.В. Зміна стану зон тертя деталей машин та динамічне трибоматеріалознавство їх поверхневих шарів. Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. 2013. Вип. 26. С.32-40.
  4. Аулін В.В., Лисенко С.В., Замота Т.М. Зменшення механічних втрат в основних спряженнях деталей дизелів МСГТ і АТТ триботехнологіями відновлення. Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Сер.: Техніка та енергетика АПК. 2017. Вип.262. С.211-227.
  5. Трибологические переходы при приработке поверхностей трения сопряжений деталей / Аулин В.В. и др. Проблеми трибології. 2017. № 4. С. 87-96.
  6. Фізико-мезомеханічний підхід до виявлення характеру зношування спряжень деталей сільськогосподарської і автотранспортної техніки / Аулін В.В., Лисенко С.В., Кузик О.В., Жилова І.В. Проблеми трибології.. 2017. № 4. С. 82-86.
  7. Можливості технологій триботехнічного відновлення для підвищення зносостійкості і довговічності спряжень деталей транспортних засобів / Аулін В.В. та ін. Сучасні технології в машинобудуванні та транспорті: науковий журнал. 2018. №1(10). С. 5-11.
  8. Перспективы развития триботехнологий повышения долговечности деталей дизелей мобильной техники / Аулин В.В., Соловых Е.К., Лысенко С.В., Кузык А.В. Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 100-летию со дня рождения профессора Вадивасова Д.Г. Саратов: СГАУ. 2009. С.10-16.
  9. Аулін В.В., Лисенко С.В. Фізико-технологічні засади підвищення надійності трибосистем дизелів мобільної сільськогосподарської техніки. Вісник ЖНАЕУ: науково-теоретичний збірник. 2014. вип. № 2 (45), т.4, ч.ІІ. С. 56-68.
  10. Аулин В.В., Замота Т.Н., Лысенко С.В. Повышение эксплуатационной износостойкости деталей машин их триботехническим восстановлением и управлением процессами приработки. MOTROL. Commission of Motorization and Energetics in Agriculture. 2016. Vol.18. No.2. P. 89-96.
  11. Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия / отв. ред. А.Ю. Ишлинский. Москва: Наука. 2001. 478 с.
  12. Аулин В.В., Замота Т.Н. Развитие площади пятна контакта при макроприработке поверхностей трения. Проблеми трибології. 2012. №1. С.9-13.
  13. Воронин Н.А. Инженерный метод решения контактной задачи о взаимодействии цилиндрического штампа с упругим двухслойным полупространством. Трение и износ. 1994. Т.14, № 5. С. 754-763.
  14. Аулин В.В. Замота Т.Н., Лысенко С.В. Повышение долговечности мобильной сельскохозяйственной и автотранспортной техники триботехнологиями приработки основных сопряжений деталей двигателей. Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексів. 2017. №8. С. 55-68.
  15. Аулін, В.В., Лисенко С.В., Білик А.П. Трибофізичне та фізико-технологічне обґрунтування комбінованого функціонально-спрямованого зміцнення та модифікування деталей і робочих органів СГТ. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин: Загальнодержавний міжвідомчий науково-технічний збірник. 2014. Вип. 44. С. 92-103.
  16. Аулін В.В. Фізичні основи процесів і станів самоорганізації в триботехнічних системах: монографія. Кіровоград: Вид. Лисенко В.Ф. 2014. 370 с.
  17. Масштабно-рівневий підхід до аналізу процесів в матеріалах трибоспряжень деталей мобільної сільськогосподарської та автотранспортної техніки / Аулін В.В., Лисенко С.В., Великодний Д.О., Гупка А.Б. Загальнодержавний міжвідомчий науково-технічний збірник. Конструювання, виробництво та експлуатація сільськогосподарських машин. 2017. Вип.47, ч.І. С.52-59.
  18. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости: пер. с англ. / под ред. Г.С. Шапиро 2-е изд., Москва: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979. 560 с.
  19. Расчет на прочность деталей машин: Справочник / Биргер И.А. и др. – 4-е изд., перераб. и доп., Москва: Машиностроение. 1993. 640 с.
  20. Аулін В. В. Трибофізичні основи підвищення зносостійкості деталей та робочих органів сільськогосподарської техніки: дис. д-ра. техн. наук : 05.02.04 / КНТУ. Кіровоград, 2014. 447 с.
  21. Джус Р.М., Приймаков О.Г., Приймаков Г.О. Моделювання процесів відновлення трібосполучень військової техніки застосуванням ревіталізантів. Системи обробки інформації. 2007. Вип.2. С. 16-19.

Copyright (c) 2019 В.В. Аулін, С.В. Лисенко, А.В. Гриньків, В.В. Яцун, І.О. Скриннік, А.Б. Гупка