ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

В процессе эксплуатации элементы ряда трибосопряжений испытывают воздействие непрогнозируемых динамических нагрузок. К таким сопряжениям относятся подшипники, фрикционные элементы тормозов и т.п., которые подвергаются относительно невысоким механическим нагрузкам, что делает перспективным следующее конструктивно-технологическое решение. В качестве несущего элемента конструкции рационально использовать каркас из недорогих конструкционных материалов, рабочие поверхности которых упрочнены фрикционным или антифрикционным слоем с заданными свойствами. Такая реализация конструкционно-технологического решения возможна только при соблюдении двух условий - высокой адгезии фрикционного слоя к несущему подслою и долговечности последнего. Повышение твердости металла, а также использование высокотвердых наплавок обычно сопровождается охрупчиванием рабочим поверхностей и их выкрашиванием, особенно при вибрации и ударах. Это заставляет ограничивать твердость, а значит и износостойкость деталей.

Разработан метод повышения износостойкости узлов трения созданием на поверхности деталей регулярной гетерогенной макроструктуры (РГМ), состоящей из твердых и мягких материалов, чередующихся по определенному закону. Упрочненный слой разделен на участки, каждый из которых способен под воздействием контактных напряжений проседать на упругом основании по отдельности без разрушения связей между отдельными участками. Возможность придания поверхности детали РГМ позволяет увеличить не только статическую и динамическую прочность сопряжения, но и прочность сцепления основного материала с наплавленным. В условиях растяжения материала с РГМ хрупкое разрушение затруднено тем, что мягкие и пластичные участки стали (Н rc 25-35) воспринимают пластическую деформацию. В условиях всестороннего сжатия вязкой средой твердые участки (Н rc 61-63) обеспечивают сцепление с основой.

Эффективность метода получения поверхностей с РГМ проверялась на специально сконструированном оборудовании, включающем: машину трения СМТ 21-70, осциллограф К-12-22, тензометрические мосты. В процессе проведения экспериментов варьировались следующие управляемые факторы: нормальная нагрузка на контакт, материалы контактирующих деталей, температура в зоне контакта, микропрофиль контактирующих поверхностей, форма пятна контакта и скорость вращения подвижной составляющей.