К МЕТОДИКЕ ОЦЕНКИ РЕСУРСА ФРИКЦИОННОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ С ПОКРЫТИЕМ ПО КРИТЕРИЮ ПРЕДЕЛЬНОГО ИЗНОСА
ON THE METHODOLOGY OF A FRICTION CONNECTION RESOURCE EVALUATION FOR COATED PARTS BY LIMITING WEAR CRITERION

Скачать статью

Авторы

В.В. ИЗМАЙЛОВ, д-р техн. наук, Л.Е. АФАНАСЬЕВА, канд. физ.-мат. наук, М.В. НОВОСЕЛОВА, канд. техн. наук

Аннотация

Предложены аналитические зависимости для прогнозирования износа деталей с покрытием, твердость которого отличается от твердости основного материала. Для описания зависимости твердости материала от расстояния до поверхности трения использована формула, полученная с помощью энергетического метода оценки усилия внедрения индентора в пластический материал. В основу расчета ресурса узла трения по критерию износа положено известное в трибологии уравнение Дж. Арчарда, обобщенное на случай нелинейной (степенной) зависимости интенсивности изнашивания от твердости изнашиваемого материала и приложенной нормальной нагрузки. Показано, что в этом случае игнорирование градиента твердости при оценке ресурса узла трения приводит к еще более существенной погрешности, чем в случае линейной зависимости интенсивности изнашивания от твердости. В зависимости от соотношения твердостей покрытия и подложки оценка ресурса узла трения оказывается либо завышенной, либо заниженной, что негативно влияет на надежность и эффективность оборудования. В первом случае возрастает вероятность возникновения отказа, во втором случае часть ресурса остается неиспользованной.

Ключевые слова

трение, изнашивание, покрытие, твердость, ресурс, прогнозирование.

Abstract

Analytical dependencies are proposed to predict the wear of coated parts, the hardness of which differs from the hardness of the base material. To describe the dependence of the material hardness on the distance to the friction surface, a formula was used that was obtained using the energy method for estimating the force of indenter penetration into a plastic material. The calculation of the resource of the friction unit according to the wear criterion is based on the J. Archard equation known in tribology, generalized to the case of a nonlinear (power-law) dependence of the wear rate on the hardness of the wear material and the applied normal load. It is shown that in this case, ignoring the hardness gradient when estimating the resource of a friction unit leads to an even more significant error than in the case of a linear dependence of the wear rate on hardness. Depending on the ratio of the hardness of the coating and the substrate, the resource of the friction unit is either overestimated or underestimated, which negatively affects the reliability and efficiency of the equipment. In the first case, the probability of a failure increases, in the second, part of the resource remains unused.

Keywords

friction, wear, coating, hardness, resource, prediction.