Назначение разработки: Разработка физико-химических моделей разрушения, статистических, критериальных уравнений износостойкости, которые одновременно учитывают среды (кислое, щелочное или нейтральное), его коррозийные свойства и интенсивность нагрузки фрикционного контакта при трении, энергию взаимодействия среды с поверхностью при кавитации; Обеспечение надежности и длительного срока эксплуатации контактных соединений деталей в условиях вибрации. Определение потенциально опасных резонансных режимов работы механических узлов. Создание новых методов и технологий повышения вибрационной стойкости механических контактов; Разработка эффективных методов ускоренных испытаний износостойкости контактных поверхностей деталей машин на основе решения зносоконтактних задач для количественной оценки эффективности технологий укрепления, повышения износостойкости и условий смазки.

Рекомендуемая область применения: Результаты работы могут быть использованы в машиностроении, приборостроении для обеспечения надежности, длительного срока эксплуатации механических узлов, элементов машин и конструкций, которые работают в условиях вибрации; при проектировании прецизионных приборов в системах точной механики и автоматического контроля - для решения задач точного позиционирования элементов этих систем при наличии вибрационного фона.

Техническая характеристика: Разработана детальная систематизация задач контактной механики и методов их решения как без сноса, так и с учетом сноса. Разработана технология повышения вибрационной стойкости и демпфирующей способности контактных поверхностей на основе облучения поверхности наносекундными импульсами неодимового лазера с плотностью оптической мощности -10 - 10 Вт/м2. Обоснованно критерии и получены основные уравнения разрушения поверхностей при микроударной нагрузке. Разработана новая технология химико-термической обработки металлов.

Преимущества перед аналогами: В процессе выполнения проекта планируется получить новые научные и практические результаты, именно: получить новые данные о влиянии КАСС на процессы изнашивания и разрушения рабочих поверхностей, которое даст возможность на основе положений физико-химической механики материалов разработать научно обоснованы схемы анализа и исследования процессов КМЗ материалов; на базе структуры энергетической теории изнашивания, гидродинамической теории распространения ударных волн и уравнений неоднородных сплошных сред в упруго пластичной области получить критерии и основные уравнения кавітаційно-ерозійної износостойкости материалов; развить методику определения коррозийного фактора при КМЗ металлов путем компьютерной обработки поляризационных кривых в результате чего получить аналитические зависимости и соотношения между коррозийным и механические факторами разрушения, что, в свою очередь, даст возможность разработать методы оценки прогнозирования долговечности деталей оборудования; установить взаимосвязь между составом, структурой укрепленного слоя, параметрами кристаллического строения и долговечностью укрепленных деталей при их КМЗ; из позиций теории дислокаций предлагается рассмотреть циклический характер изменения энергоемкости поверхностных слоев металлов и их износостойкости при КМЗ в агрессивных средах; основе предыдущей интенсификации поверхностей металлов необходимо разработать новые способы и технологии КТО. За материалами проведенных исследований подготовить к защите кандидатские диссертации.

Стадия готовности разработки: Проверено в лабораторных условиях

Технико-экономический эффект: Получены статистические данные о надежности и долговечности деталей оборудования при их изнашивании у КАСС пищевых производств позволяет, в частности, провести комплексное исследование износостойкости деталей центробежных насосов. Разработаны способы и методы ускоренного определения износостойкости материалов при КМЗ, и методики оценки долговечности защитных полимеркомпозицийних, термодиффузионных и укрепленных покрытий позволят научно обоснованно подходить к выбору укрепляющих технологий, созданию новых способов и технологий КТО. Разработанные в процессе работы рекомендации по выбору материалов и применению укрепляющих технологий обработки деталей оборудования позволят повысить их долговечность. Внедрение в производство новых способы термодиффузионного хромирования и других способов укрепления позволят на основе методов корреляционного анализа и теории графов получить уравнение регрессии, которая даст возможность прогнозировать долговечность полученных покрытий. Результаты работы могут быть использованы в машиностроении, приборостроении для обеспечения надежности, длительного срока эксплуатации механических узлов, элементов машин и конструкций, которые работают в условиях вибрации; при проектировании прецизионных приборов в системах точной механики и автоматического контроля - для решения задач точного позиционирования элементов этих систем при наличии вибрационного фона. Предложены методы расчета резонансных характеристик механических контактных соединений могут быть использованы при проектировании демпферов сухого трения, виброизоляторов, исследования процессов фреттинга соединений. Применение результатов позволит решить ряд задач идентификации параметров нелинейных контактных колебательных систем, неразрушающего контроля качества механических соединений. Возможно патентование способов и технологий повышения стойкости контактных сопряжений в условиях вибрации. Ожидается, что с помощью разработанных методик процесс создания новых антифрикционных и смазочных материалов для разных узлов трения машин станет эффективнее. Получении результаты, методики и разработаны технологии укрепления будут внедряться на предприятиях Украины и области путем заключением хоздоговоров, а также использоваться в учебном процессе университета при подготовке специалистов за специальностями: "Оборудование перерабатывающих и пищевых производств", "Технология и оборудование возобновления и повышение износостойкости машин и конструкций", "Технология машиностроения" и при подготовке докторских и кандидатских диссертаций. Полученные результаты будут носить характер рекомендаций по созданию методов испытаний установок и анализа условий смазывания для разных отраслей техники. Ожидается, что с помощью разработанных методик процесс создания новых антифрикционных смазочных материалов для разных узлов трения машин станет эффективнее. За результатами работы получены 2 патента, опубликовано 20 статей, представленная к защите докторская диссертация Дихи О.В. на тему Экспериментально "теоретические методы контактной механики и изнашивания смазанных поверхностей трения". Разработаны принципиально новые технологии поверхностного укрепления позволяют в 2-6 раз увеличить долговечность режущих мъясоподрибнюючих машин на ООО "Мясной двор Подолья", насосов в 2 разы увеличить долговечность насосов на предприятиях ЗАО "Хмельницкая макаронная фабрика", ЗАО "Хмельницкий сахарный завод", ФГ " БАРКОСОФТ АГРО".

Описание разработки:
()
Анализ работы деталей машин и технологического оборудования, свидетельствует, что его недостаточная надежность и долговечность, во многих случаях, предопределенная интенсивным коррозийно-механическим изнашиванием (КМЗ) деталей при их контакте с коррозийно-активными средами (КАСС). Интенсивные исследования направлены на изучение механизмов разрушения в условиях нагрузки фрикционного контакта при трении и кавитации проводятся во многих странах, где работы по КМЗ касаются вопросов повышения износостойкости материалов, которые контактируют с агрессивными средами. Поэтому исследование процессов КМЗ, в частности в технологических средах пищевых производств особенно для Украины и Хмельницкой области, где пищевая и перерабатывающая промышленность интенсивно развивается. Об экономическом значении проблемы повышения надежности и долговечности свидетельствует тот факт, что за 10 лет на ремонт оборудования пищевых предприятий Украины тратятся средства, которые равняются полной стоимости основных производственных фондов. Работы по созданию методов и установок для испытаний на изнашивание ведутся в ХНУ в течение последних 10-15 лет. На сегодня повышение износостойкости узлов трения достигается главным образом за счет создания и совершенствования новых материалов и условий смазки. Механика контактного взаимодействия поверхностей в наше время является основой для создания материалов. В этой связи, создание контактной механики взаимодействия поверхностей, в том числе смазанных, и разработка на ее основе методов испытаний является целесообразной. Анализ и обобщение характера разрушения поверхностей при наличии коррозийно-активных сред при трении и кавитации, на основе современных научных исследований и экспериментальных данных, позволяет рассматривать КМЗ металлов как процесс, в основе которого лежит усталостно-электрохимическая природа. В результате импульсного характера процессов изнашивания можно выделить две составляющие потенциала (постоянную и переменную части). В результате электрохимической коррозии возникающие микроэлементы способствуют активному анодному растворению металла, который способствует облегчению разрушения. Именно поэтому в работе планируется значительное внимание уделить влиянию переменной части на износостойкость поверхностей трения при их КМЗ у КАСС. Надежность и длительный срок эксплуатации механических соединений деталей в условиях вибрации могут быть обеспечены при избежании резонансных режимов. Расчет параметров контактного резонанса следует проводить в рамках моделей нелинейных колебательных систем. Вибрационная стойкость контактных поверхностей обусловливается в т.ч. напряженным состоянием поверхностных слоев, микрогеометрией поверхности, упругими модулями материала. Изменяя эти величины поверхневоюобробкой, лазерным закалом и легированием, возможно существенно улучшить експлуатаций^ характеристики контактных соединений в условиях вибрации. В процессе выполнения проекта планируется получить новые научные и практические результаты, именно: получить новые данные о влиянии КАСС на процессы изнашивания и разрушения рабочих поверхностей, которое даст возможность на основе положений физико-химической механики материалов разработать научно обоснованы схемы анализа и исследования процессов КМЗ материалов; на базе структуры энергетической теории изнашивания, гидродинамической теории распространения ударных волн и уравнений неоднородных сплошных сред в упруго пластичной области получить критерии и основные уравнения кавітаційно-ерозійної износостойкости материалов; развить методику определения коррозийного фактора при КМЗ металлов путем компьютерной обработки поляризационных кривых в результате чего получить аналитические зависимости и соотношения между коррозийным и механические факторами разрушения, что, в свою очередь, даст возможность разработать методы оценки прогнозирования долговечности деталей оборудования; установить взаимосвязь между составом, структурой укрепленного слоя, параметрами кристаллического строения и долговечностью укрепленных деталей при их КМЗ; из позиций теории дислокаций предлагается рассмотреть циклический характер изменения энергоемкости поверхностных слоев металлов и их износостойкости при КМЗ в агрессивных средах; основе предыдущей интенсификации поверхностей металлов необходимо разработать новые способы и технологии КТО. За материалами проведенных исследований подготовить к защите кандидатские диссертации. Новые методы расчета резонансных характеристик контактных сопряжений деталей в условиях динамической вибрационной нагрузки, которые базируются на использовании квазистатических зависимостей контактных смещений от внешних сил. Новые способы построения первого и высших приближений и решении уравнений движения нелинейных контактных колебательных систем, которые в отличие от существующих решений учитывают трибологични характеристики контактных поверхностей. Количественный расчет условий нарушения целостности соединений деталей под действием вибрации - выходу контакта за пределы предельного предыдущего смещения при тангенциальных колебаниях, возникновения зазоров при нормальных угловых колебаниях. Новое описание динамики вынужденных вибрационных колебаний осциллятора из су: трением, которое принципиально отличается от существующей модели на основе закона Кулона, и використа этих результатов в трибологии. Экспериментальная проверка возможностей и условий застосува разработанных теоретических моделей для обеспечения целостности контактных соединений при вибраци избежание резонансных режимов. Повышение вибрационной стойкости поверхностей механических конта за счет миллисекундной и наносекундной импульсной лазерной обработки. Полученные результаты будут носить характер рекомендаций по созданию методов испытаний установок и анализа условий смазывания для разных отраслей техники. Ожидается, что с помощью разработанных методик процесс создания новых антифрикционных смазочных материалов для разных узлов трения машин станет эффективнее. За результатами работы получены 2 патента, опубликовано 20 статей, представленная к защите докторская диссертация Дихи О.В. на тему Экспериментально "теоретические методы контактной механики и изнашивания смазанных поверхностей трения". Разработаны принципиально новые технологии поверхностного укрепления позволяют в 2-6 раз увеличить долговечность режущих мъясоподрибнюючих машин на ООО "Мясной двор Подолья", насосов в 2 разы увеличить долговечность насосов на предприятиях ЗАО "Хмельницкая макаронная фабрика", ЗАО "Хмельницкий сахарный завод", ФГ " БАРКОСОФТ АГРО". Получены статистические данные о надежности и долговечности деталей оборудования при их изнашивании у КАСС пищевых производств позволяет, в частности, провести комплексное исследование износостойкости деталей центробежных насосов. Разработаны способы и методы ускоренного определения износостойкости материалов при КМЗ, и методики оценки долговечности защитных полимеркомпозицийних, термодиффузионных и укрепленных покрытий позволят научно обоснованно подходить к выбору укрепляющих технологий, созданию новых способов и технологий КТО. Разработанные в процессе работы рекомендации по выбору материалов и применению укрепляющих технологий обработки деталей оборудования позволят повысить их долговечность. Внедрение в производство новых способы термодиффузионного хромирования и других способов укрепления позволят на основе методов корреляционного анализа и теории графов получить уравнение регрессии, которая даст возможность прогнозировать долговечность полученных покрытий. Результаты работы могут быть использованы в машиностроении, приборостроении для обеспечения надежности, длительного срока эксплуатации механических узлов, элементов машин и конструкций, которые работают в условиях вибрации; при проектировании прецизионных приборов в системах точной механики и автоматического контроля - для решения задач точного позиционирования элементов этих систем при наличии вибрационного фона. Предложены методы расчета резонансных характеристик механических контактных соединений могут быть использованы при проектировании демпферов сухого трения, виброизоляторов, исследования процессов фреттинга соединений. Применение результатов позволит решить ряд задач идентификации параметров нелинейных контактных колебательных систем, неразрушающего контроля качества механических соединений. Возможно патентование способов и технологий повышения стойкости контактных сопряжений в условиях вибрации. Ожидается, что с помощью разработанных методик процесс создания новых антифрикционных и смазочных материалов для разных узлов трения машин станет эффективнее. Полученные результаты, методики и разработаные технологии укрепления будут внедряться на предприятиях Украины и области путем заключением хоздоговоров, а также использоваться в учебном процессе университета при подготовке специалистов за специальностями: "Оборудование перерабатывающих и пищевых производств", "Технология и оборудование возобновления и повышение износостойкости машин и конструкций", "Технология машиностроения" и при подготовке докторских и кандидатских диссертаций.

Сведения о новизне разработки:
имеется авторских свидетельств -- 5 шт.
имеется патентов Украины -- 2 шт.

Результаты испытаний
Отвечает технической характеристике

Возможность передачи за рубеж:
Продажа патентов
Совместное доведение до промыш. уровня

Фотоприложение

Cтрана Украина

За дополнительной информацией обращайтесь:
E-mail: gal@uintei.kiev.ua