На підставі результатів проведених експериментальних і теоретичних досліджень розроблено комплекс методів для визначення деформаційних, трибомеханічних, антифрикційних і протизносових властивостей мастильних шарів у контакті триботехнічних сполучень. З'ясовано контактно-деформаційний механізм зменшення зношування змащених поверхонь. Розроблено методики побудови деформаційних діаграм змащених поверхонь і шарів мастила в нормальному та дотичному напрямках. Запропоновано методи визначення коефіцієнта тертя та динамічної в'язкості на підставі результатів випробувань зразків за маятниковою схемою та відповідних рівнянь стану трибосистеми для зазначених схем досліджень. Проведено аналітичні й експериментальні дослідження характеристик тертя у разі переміщень змащених зразків по прямій і похилій площинах. Визначено параметри, які уможливлюють оцінювання режимів тертя та мащення за різних умов. Запропоновано систему визначення функцій інтенсивності зношування вузлів тертя та вибору оптимальних схем випробувань, умов змащування й алгоритму розрахунку параметрів зносостійкості з метою прогнозування й оптимізації довговічності за критерієм зносу. Розроблено ефективні маслоутримувальні профілі на циліндричних і плоских поверхнях тертя за незмінних умов мащення в контакті й оптимальної несучої здатності.

  Скачати повний текст

з науковими програмами, планами та темами, сформульована мета, об’єкт та предмет дослідження, вказана наукова новизна та практичне значення одержаних результатів.У першому розділі проаналізовано сучасний етап розвитку технологічних засобів підвищення довговічності машин. На основі аналізу досліджень способів зміцнення встановлено суттєві переваги поверхонь, що піддалися не суцільному зміцненню, а дискретному. Проведений аналіз підходів до розробки моделей прогнозування зносостійкості і надійності підшипникових трибосистем. Сформульовані задачі дослідження.У другому розділі розглянута методологія розрахунково-експериментальної оцінки зносостійкості і триботехнічної надійності вузлів тертя машин. Визначені основні теоретичні і експериментальні методи дослідження дискретно модифікованих поверхонь деталей підшипникових трибосистем.У третьому розділі запропонований комбінований дискретно-орієнтований метод зміцнення циліндричних поверхонь трибосистем (ДОЗ). Проведений кінетичний комп`ютерний експеримент для імітації натурного навантаження при моделювання контактної взаємодії ролика і вала при дискретному зміцненні. Проаналізовано структури і досліджено показники мікротвердості дискретно-зміцнених шарів з метою доведення їх ефективності. Для визначення оптимальних технологічних параметрів дискретно-орієнтованого метода зміцнення за допомогою програми Statistica реалізований факторний експеримент за планом Бокса-Бенкена. Проведені порівняльні випробування зносостійкості дискретно-орієнтованих зміцнених поверхонь. Для оцінки впливу дискретного зміцнення на формування напруженого стану поверхневого шару розроблений і реалізована двохстадійна імітаційна комп`ютерна модель.У четвертому розділі наведені розв`язки прямих і обернених зносоконтактних задач для розрахунку зносу при відомих параметрах зносостійкості, визначені залежності для ідентифікації цих параметрів. Проведена розрахункова оцінка зношування і надійності підшипникових опор розподільчого валу двигуна внутрішнього згорання за результатами випробувань зразків, зміцнених за допомогою дискретно орієнтованого методу.У п`ятому розділі побудована скінчено-елементна модель досліджуваного підшипникового вузла розподільного валу. Визначені діючі напруження у спряжених елементах корпусу і валу. Розроблено та реалізовано методику стендових випробувань підшипників газорозподільного механізму двигуна внутрішнього згорання.У додатках подано наукові публікації, в яких відображено основні наукові результати роботи, відомості про апробацію результати дисертації, патенти, акти про впровадження результатів роботи, результати моделювання напруженого-деформованого стану при контакті ролика і валу на Ansys.Ключові слова: трибосистема, підшипник, дискретне зміцнення, покриття, мікротвердість, знос, електромеханічна обробка, моделювання, навуглецювання, зносоконтактна задача, поверхневий шар, надійність, випробування на знос, вал^UAs a result of the dissertation work, the actual scientific and applied problem of creating models for predicting the wear resistance and reliability of bearing tribosystems and optimizing the technological parameters of the discrete-oriented strengthening method was solved.Connection of work with scientific programs, plans, topics: "Theoretical-experimental methods and computer models of ensuring the survivability of cylindrical sliding tribosystems under normal and high-speed friction (No. DR 0116U001549), 2016; "Prediction of wear resistance and reliability of bearing assemblies and optimization of their parameters" (No. DR 0120U102070), 2020.The object of research there are processes of wear of parts of bearing tribosystems and their strengthening.The subject of research there are computational and experimental models of wear resistance and reliability of bearing tribosystems and technological parameters of a discrete-oriented method of strengthening their parts.The purpose of the dissertation is the creation of computational and experimental models for predicting the wear resistance and reliability of bearing tribosystems and substantiating the technological parameters of the discrete-oriented method of strengthening their parts based on electromechanical strengthening.The scientific novelty of the obtained results is as follows:1. For the first time, the effect of local electrical contact cementation with simultaneous surface hardening due to the combined effect of a roller electrode on a steel shaft through a carbon layer during the rolling of discretely located strengthening areas was experimentally proven.2. To assess the effect of discrete strengthening on the formation of the stress state of the surface layer, a new two-stage simulation computer model was built, which includes the strengthening (profiling) stage with the subsequent formation of contact interaction with the coupled surface-press, which is close to the real conditions of operation of tribocouplers.3. The method of solving the direct wear-contact problem for a sliding bearing on the basis of approximate transformations of trigonometric functions was further developed, which made it possible to obtain solutions for wear in a closed form.4. An improved theory of the tribological test method for identifying wear resistance parameters of the sliding bearing tribosystem, which is characterized by the use of new dimensionless forms of wear models for the "cone-three ball" contact scheme.The practical significance of the obtained results lies in the recommendation for the application at machine-building enterprises and design institutions of the methods of predicting the wear resistance and reliability of bearing tribosystems. The results of the dissertation research were implemented at the Khmelnytskyi communal enterprise "Electrotrans", in the department of automotive technical expertise of the Khmelnytskyi Scientific and Research Expert and Forensic Center, as well as in the educational process of the Khmelnytskyi National University.The first section analyzes the current stage of development of technological means of increasing the durability of machines. On the basis of the analysis of studies of strengthening methods, significant advantages of surfaces subjected to not continuous strengthening, but discrete strengthening, were established. In the second section, the methodology of calculation-experimental assessment of wear resistance and tribotechnical reliability of friction units of machines is considered. In the third section, a combined discrete-oriented method of strengthening cylindrical surfaces of tribosystems is proposed. A kinetic computer experiment was carried out to simulate the natural load when modeling the contact interaction of the roller and the shaft during discrete strengthening. Structures were analyzed and indicators of microhardness of discrete-reinforced layers were studied in order to prove their effectiveness. In the fourth section, the solutions of direct and inverse wear-contact problems for the calculation of wear with known parameters of wear resistance are given, the dependencies for the identification of these parameters are determined. A calculated assessment of the wear and reliability of the bearing supports of the camshaft was carried. In the fifth chapter, a finite-element model of the investigated camshaft bearing assembly is constructed. The method of bench tests of the bearings of the gas distribution mechanism of the internal combustion engine was developed and implemented.Key words: tribosystem, bearing, hardening, coating, microhardness, wear, modeling, carbon, contact problem, surface layer, reliability, test, shaft