DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.11(42).287-98

Вплив режимів шліфування на основні параметри якості поверхневих шарів газових підшипників та їх експлуатаційні властивості

І. В. Віштак, А. С. Мельченко

Про авторів

Віштак Інна Вікторівна, доцент, кандидат технічних наук, доцент кафедри безпеки життєдіяльності та педагогіки безпеки, Вінницький національний технічний університет, м. Вінниця, Україна, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-5646-4996, e-mail: vishtakiv@vntu.edu.ua

Мельченко Андрій Сергійовича, здобувач вищої освіти на третьому (освітньо-науковому) рівні за спеціальністю «Прикладна механіка», Вінницький національний технічний університет, м. Вінниця, Україна, e-mail: 3360333@gmail.com

Анотація

У статті досліджено вплив режимів шліфування на якість поверхневих шарів газових підшипників та їхні експлуатаційні властивості. Розглянуто вплив азотування та комбінованих технологій, зокрема нітрогартування, на твердість і зносостійкість сталей. Проаналізовано метод електро-ерозійного алмазного шліфування (ЕАШ) та його термодинамічні характеристики. Особливу увагу приділено формуванню білих шарів (БШ) аустенітно-мартенситного походження та факторам, що впливають на їхню структуру. Представлено аналіз літературних джерел щодо структурних перетворень після шліфування та підходи до оцінки структурних змін у поверхневому шарі. Запропоновано структурну схему формування БШ, що відображає основні стадії фазових перетворень під час шліфування.

Ключові слова

шліфування, газові підшипники, поверхневий шар, електро-ерозійне алмазне шліфування, білі шари, мартенсит, гарденіт, структурні перетворення

Повний текст:

PDF

Посилання

1. Dudnikov, A., Dudnik, V., Ivankova, O., & Burlaka, O. (2019). Substantiation of parameters for the technological process of restoring machine parts by the method of plastic deformation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(1), 75–80. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.156779

2. Dukhota, O. I., Naumenko, N. O., & Bohach, L. V. (2015). Znossostiikist kompozytsiinykh hazotermichnykh pokryttiv za umov fretynh-koroziinoho znoshuvannia. In Materialy dlia roboty v ekstremalnykh umovakh: Materialy V Mizhnarodnoi naukovoi konferentsii (pp. 148–150). NTUU "KPI".

3. Korniienko, A. O., Yakhia, M. S., Ishchuk, N. V., et al. (2008). Formuvannia pokryttiv trybotekhnichnoho pryznachennia kombinovanoiu lazernokhimiko-termichnoiu obrobkoiu. Problemy tertia ta znoshuvannia, 49(2), 61–65.

4. Dykha, O. V., Sorokatii, R. V., Pasonskyi, S. F., & Dykha, M. O. (2016). Dyskretne zmishchennia ta znossostiikist tsylindrychnykh trybosystem kovzannia. Khmelnytskyi: KhNU.

5. Huang, X., Zhou, Z., Ren, Y., Mao, C., & Li, W. (2013). Experimental research material characteristics effect on white layers formation in grinding of hardened steel. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 66, 1555. https://doi.org/10.1007/s00170-012-4439-y

6. Wei, M. W., An, Q. L., & Chen, M. (2013). Study on the effect of grinding parameters to the white layer formation in grinding SKD-11 hardened steel. Scientific.net, 53-54, 279–284. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.53-54.279

7. Xu, Y., Gong, Y., Tian, J., & Zhang, W. (2024). Formation of white layer on the grinding surface of Ni-based single crystal superalloy. Journal of Northeastern University (Natural Science), 45(9), 1301–1308. https://doi.org/10.12068/j.issn.1005-3026.2024.09.011

8. Mao, C., Sun, P., Tang, W., Zhang, M., Luo, Y., Hu, Y., Zhang, D., Tang, K., & Guan, F. (2023). Features of grinding white layer and its correlation with acoustic emission signal. Journal of Mechanical Engineering, 59(9), 349–359. https://doi.org/10.3901/JME.2023.09.349

9. Posonskyi, S. F. (2010). Analiz doslidzhen dyskretnoho zmitsnennia i pidvyshchennia znossostiikosti poverkhn tryboelementiv. Problemy trybolohii, 3, 138–141.

10. Zhartovskyi, O. V., Kravchenko, V. I., Larychkin, O. V., & Kariahin, Zh. H. (2018). Avtomatyzovana systema vymiru ta rozrakhunku parametriv impulsnoho elektrychnoho strumu. Tekhnichni nauky ta tekhnolohii, 2(12), 167–175. https://doi.org/10.25140/2411-5363-2018-2(12)-167-175

11. Hurei, I. V., Hurei, V. I., & Dmytrenko, P. R. (2014). Vplyv nanokryastalichnoho zmitsnenoho poverkhnevoho sharu na znossostiikist siroho chavyunu pry certi z hramychnym mashchennia. Suchasni tekhnolohii v mashynobuduvanni, 9, 23–32.

12. Hurei, I. V., & Pashechko, M. I. (1999). Znossostiikist stali ta chavyunu pry revercynomu terti pislia fryktsiinoho zmitsnennia. Problemy trybolohii, 1, 52–55.

13. Hurei, I., & Pasechnyk, A. (2000). Pidvyshchennia vtomnoi mitsnosti detalei mashyn fryktsiinoho zmitsnennia. Visnyk Ternopilskoho derzhavnoho tekhnichnoho universytetu, 5(2), 39–43.

14. Pidhaietskyi, M. M., Skibinskyi, O. I., & Kozynets, D. B. (2008). Umovy shvydkisnoho shlifuannia poverkhn detalei iz zahartovanoi stali 18KhGT. eaKirNTU.

15. Sheng, Y., Hua, Y., Wang, X., Zhao, X., Chen, L., Zhou, H., Wang, J., Berndt, C. C., & Li, W. (2018). Application of high-density electropulsing to improve the performance of metallic materials: Mechanisms, microstructure and properties. Materials (Basel), 11(2), 185. https://doi.org/10.3390/ma11020185

16. Shaburova, N., Krymsky, V., & Moghaddam, A. O. (2022). Theory and practice of using pulsed electromagnetic processing of metal melts. Materials (Basel), 15(3), 1235. https://doi.org/10.3390/ma15031235

17. Li, X., & Guan, Y. (2020). Theoretical fundamentals of short pulse laser–metal interaction: A review. Nanotechnology and Precision Engineering, 3, 105–125. https://doi.org/10.1016/j.npe.2020.08.001

18. Lu, Y., Luo, W., Wu, X., Zhou, C., Xu, B., Zhao, H., & Li, L. (2019). Efficient and precise grinding of sapphire glass based on dry electrical discharge dressed coarse diamond grinding wheel. Micromachines (Basel), 10(9), 625. https://doi.org/10.3390/mi10090625

19. Fesenko, A. H., et al. (2015). Metody poverkhnevoho zmitsnennia u protsesi vyhotovlennia detalei mashyn. Dnipro: RVV DNU.

20. Vishtak, I. V. (2015). Pokrashchennia kharakterystyk shpyndelnoho vuzla za rakhunok optymizatsii heometrychnykh parametriv pnevmatychnoi opory (Disertatsiia, NTU).

21. Vishtak, I. V., & Kobylianskyi, Y. O. (2016). Aktualnist rozrobky vysokoshvydkisnykh shpyndelnykh vuzliv dlia pidvyshchennia yakosti produktsii. Visnyk mashynobuduvannia ta transportu, 1, 17–21.

22. Li, J., Wu, J., Fan, J., Wang, X., & Gao, Z. (2023). Research on dynamic characteristics and structural optimization of porous gas bearings in linear compressors. Scientific Reports, 13, 16507. https://doi.org/10.1038/s41598-023-43818-z

23. Li, Y., Li, R., Ye, Y., Li, X., & Chen, Y. (2021). Numerical analysis on the performance characteristics of a new gas journal bearing by using finite difference method. Advances in Mechanical Engineering, 13(6). https://doi.org/10.1177/16878140211028056

Пристатейна бібліографія

1. Dudnikov, A., Dudnik, V., Ivankova, O., Burlaka, O. Substantiation of parameters for the technological process of restoring machine parts by the method of plastic deformation. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. № 1(1). С. 75–80. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.156779.

2. Духота О. І., Науменко Н. О., Богач Л. В. Зносостійкість композиційних газотермічних покриттів за умов фретинг-корозійного зношування. Матеріали для роботи в екстремальних умовах : матеріали V Міжнар. наук. конф. (Київ, 2015). Київ : НТУУ «КПІ», 2015. С. 148–150.

3. Корнієнко А. О., Яхья М. С., Іщук Н. В. та ін. Формування покриттів триботехнічного призначення комбінованою лазернохіміко-термічною обробкою. Проблеми тертя та зношування. 2008. № 49(2). С. 61–65.

4. Диха О. В., Сорокатий Р. В., Пасонський С. Ф., Диха М. О. Дискретне зміщення та зносостійкість циліндричних трибосистем ковзання : монографія. Хмельницький : ХНУ, 2016. 240 с.

5. Huang, X., Zhou, Z., Ren, Y., Mao, C., Li, W. Experimental research material characteristics effect on white layers formation in grinding of hardened steel. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2013. № 66. С. 1555. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-012-4439-y.

6. Wei Ming, W., An Qing Long, Chen, M. Study on the Effect of Grinding Parameters to the White Layer Formation in Grinding SKD-11 Hardened Steel. Scientific.net. 2013. № 53–54. С. 279–284. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.53-54.279.

7. Xu, Y., Gong, Y., Tian, J., Zhang, W. Formation of White Layer on the Grinding Surface of Ni-Based Single Crystal Superalloy. Journal of Northeastern University (Natural Science). 2024. № 45(9). С. 1301–1308. DOI: https://doi.org/10.12068/j.issn.1005-3026.2024.09.011.

8. Mao, C., Sun, P., Tang, W., Zhang, M., Luo, Y., Hu, Y., Zhang, D., Tang, K., Guan, F. Features of Grinding White Layer and Its Correlation with Acoustic Emission Signal. Journal of Mechanical Engineering. 2023. № 59(9). С. 349–359. DOI: https://doi.org/10.3901/JME.2023.09.349.

9. Посонський С. Ф. Аналіз досліджень дискретного зміцнення і підвищення зносостійкості поверхонь трибоелементів. Проблеми трибології. 2010. № 3. С. 138–141.

10. Жартовський О. В., Кравченко В. І., Ларічкін О. В., Карягін Ж. Г. Автоматизована система виміру та розрахунку параметрів імпульсного електричного струму. Технічні науки та технології. 2018. № 2(12). С. 167–175. DOI: https://doi.org/10.25140/2411-5363-2018-2(12)-167-175.

11. Гурей І. В., Гурей В. І., Дмитренко П. Р. Вплив нанокристалічного зміцненого поверхневого шару на зносостійкість сірого чавуну при терті з граничним мащенням. Сучасні технології в машинобудуванні. 2014. № 9. С. 23–32.

12. Гурей І. В., Пашечко М. І. Зносостійкість сталі та чавуну при реверсивному терті після фрикційного зміцнення. Проблеми трибології. 1999. № 1. С. 52–55.

13. Гурей І., Пасечник А. Підвищення втомної міцності деталей машин фрикційним зміцненням. Вісник Тернопільського державного технічного університету. 2000. № 5(2). С. 39–43.

14. Підгаєцький М. М., Скібінський О. І., Козинець Д. Б. Умови швидкісного шліфування поверхонь деталей із загартованої сталі 18ХГТ. eaKirNTU. 2008. URL: http://eaKirNTU (дата звернення: 18.05.2025).

15. Sheng, Y., Hua, Y., Wang, X., Zhao, X., Chen, L., Zhou, H., Wang, J., Berndt, C. C., Li, W. Application of High-Density Electropulsing to Improve the Performance of Metallic Materials: Mechanisms, Microstructure and Properties. Materials (Basel). 2018. № 11(2). С. 185. DOI: https://doi.org/10.3390/ma11020185.

16. Shaburova, N., Krymsky, V., Moghaddam, A. O. Theory and Practice of Using Pulsed Electromagnetic Processing of Metal Melts. Materials (Basel). 2022. № 15(3). С. 1235. DOI: https://doi.org/10.3390/ma15031235.

17. Li, X., Guan, Y. Theoretical fundamentals of short pulse laser–metal interaction: A review. Nanotechnol. Precis. Eng. 2020. № 3. С. 105–125. DOI: https://doi.org/10.1016/j.npe.2020.08.001.

18. Lu, Y., Luo, W., Wu, X., Zhou, C., Xu, B., Zhao, H., Li, L. Efficient and Precise Grinding of Sapphire Glass Based on Dry Electrical Discharge Dressed Coarse Diamond Grinding Wheel. Micromachines (Basel). 2019. № 10(9). С. 625. DOI: https://doi.org/10.3390/mi10090625.

19. Фесенко А. Г. та ін. Методи поверхневого зміцнення у процесі виготовлення деталей машин : навч. посібник. Дніпро : РВВ ДНУ, 2015. 312 с.

20. Віштак І. В. Покращення характеристик шпиндельного вузла за рахунок оптимізації геометричних параметрів пневматичної опори : дис. ... канд. техн. наук : 05.02.02. Хмельницький, 2015. 156 с.

21. Віштак І. В., Кобилянський Є. О. Актуальність розробки високошвидкісних шпиндельних вузлів для підвищення якості продукції. Вісник машинобудування та транспорту. 2016. № 1. С. 17–21.

22. Li, J., Wu, J., Fan, J., Wang, X., Gao, Z. Research on dynamic characteristics and structural optimization of porous gas bearings in linear compressors. Sci Rep. 2023. № 13. С. 16507. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-43818-z.

23. Li, Y., Li, R., Ye, Y., Li, X., Chen, Y. Numerical analysis on the performance characteristics of a new gas journal bearing by using finite difference method. Advances in Mechanical Engineering. 2021. № 13(6). DOI: https://doi.org/10.1177/16878140211028056.


Copyright (c) 2025 І. В. Віштак, А. С. Мельченко