Розробка системи спрямованого вибору найефективнішої технології підвищення якости бабітових покриттів підшипників ковзання. Ч. 1. Особливості технологій нанесення бабітових покриттів

В. Б. Тарельник$^{1}$, О. П. Гапонова$^{2}$, Є. В. Коноплянченко$^{1}$, Н. В. Тарельник$^{1}$, М. Ю. Думанчук$^{1}$, М. О. Мікуліна$^{1}$, В. О. Пирогов$^{1}$, С. О. Горовий$^{1}$, Н. К. Медведчук$^{3}$

$^{1}$Сумський національний аграрний університет, вул. Герасима Кондратьєва, 160, 40021 Суми, Україна
$^{2}$Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна
$^{3}$Хмельницький національний університет, вул. Інститутська, 11, 29016 Хмельницький, Україна

Отримано: 08.08.2022; остаточний варіант - 12.09.2022. Завантажити: PDF

В статті обґрунтовано важливість і актуальність проблеми підвищення робочих характеристик і ресурсу роботи бабітових підшипників ковзання (ПК), які є опорами роторів великої кількости відцентрових насосів, компресорів, турбін та іншого динамічного обладнання, що працює при високих режимних параметрах (швидкостях, навантаженнях і температурах), а також в умовах корозійного, абразивного та інших видів впливу робочих середовищ. Аналіза технології створення та умов роботи бабітових ПК показала, що причиною пониження їх довговічности є чинники, що формуються як на стадії виготовлення, так і при експлуатації. Вихід із ладу ПК при нормальних умовах експлуатації є наслідком різних видів зношування: кавітації, абразивного зносу, пошкодження внаслідок пластичних деформацій, усталеного пошкодження та ін. Стійкість до зносу антифрикційного шару залежить від режиму роботи та конструкції підшипника, фізичних властивостей з’єднання шару з основою, жорсткости валу та постелі під підшипниками. Встановлено, що якість антифрикційного шару підшипника необхідно оцінювати за такими критеріями: міцністю зчеплення покриття з основою, когезійною міцністю антифрикційного шару, пористістю, однорідністю структури. Встановлено, що при виготовленні ПК, формування методою електроіскрового леґування (ЕІЛ) проміжного шару з міді, міцно зчепленого, з одного боку, із крицевою підкладинкою, а з іншого — з шаром олова (утворення твердих розчинів заміщення) і бабіту, забезпечує більш міцне (на 35%) зчеплення в порівнянні з традиційною технологією (криця 20 + бабіт), крицевої підкладинки з бабітом, а також інтенсивніше відведення тепла із зони тертя. Визначено, що резервом підвищення якости формування бабітових покриттів, що значною мірою впливає на довговічність ПК, може бути нова технологія, в якій всі операції здійснюють методою ЕІЛ. Означено, що для визначення більш раціональної технології нанесення бабітових покриттів необхідно розробити фізично обґрунтований математичний модель, що пов’язує знос певної кількости бабіту з витраченою на це роботою тертя.

Ключові слова: підшипник ковзання, бабіт, покриття, знос, структура, перехідний шар, міцність зчеплення, електроіскрове леґування, математичний модель.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v44/i11/1475.html

PACS: 46.32.+x, 46.35.+z, 46.50.+a, 46.55.+d, 61.72.Qq, 61.82.Bg


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. V. Martsinkovsky, V. Yurko, V. Tarelnik, and Y. Filonenko, Procedia Engineering, 39: 157 (2012). Crossref
  2. V. Martsinkovsky, V. Yurko, V. Tarelnik, and Y. Filonenko, Procedia Engineering, 39: 148 (2012). Crossref
  3. I. Pavlenko, V. Simonovskiy, V. Ivanov, J. Zajac, and J. Pitel (Eds. V. Ivanov et al.) Advances in Design, Simulation and Manufacturing. DSMIE 2018. Lecture Notes in Mechanical Engineering (Springer, Cham.: 2019), p. 325. Crossref
  4. E. A. Petrovsky, K. A. Bashmur, Yu. N. Shadchina, V. V. Bukhtoyarov, and V. S. Tynchenko, J. Phys.: Conf. Ser., 1399: 055032 (2019). Crossref
  5. V. B. Tarel’nik, V. S. Martsinkovskii, and V. I. Yurko, Chem. Petrol. Eng., 51: 328 (2015). Crossref
  6. V. B. Tarel’nik, V. S. Martsinkovskii, and V. I. Yurko, Chem. Petrol. Eng., 51: 402 (2015). Crossref
  7. V. Yurko and V. Martsynkovskyy, Appl. Mech. Mater., 630: 356 (2014). Crossref
  8. V. B. Tarel’nik, V. S. Martsinkovskii, and A. N. Zhukov, Chem. Petrol. Eng., 53: 114 (2017). Crossref
  9. V. B. Tarel’nik, V. S. Martsinkovskii, and A. N. Zhukov, Chem. Petrol. Eng., 53: 266 (2017). Crossref
  10. V. B. Tarel’nik, V. S. Martsinkovskii, and A. N. Zhukov, Chem. Petrol. Eng., 53: 385 (2017). Crossref
  11. A. Zahorulko, Eastern European J. Enterprise Technol., 4, Iss. 7: 45 (2015).
  12. S. Blasiak and A. Zahorulko, Tribology International, 94: 126 (2016). Crossref
  13. V. Martsynkovskyy, V. Tarelnyk, I. Konoplianchenko, O. Gaponova, and M. Dumanchuk, Advances in Design, Simulation and Manufacturing II. DSMIE 2019. Lecture Notes in Mechanical Engineering (Springer: 2020), p. 216. Crossref
  14. John Crane, Power Transmission Couplings. TLK Membrane Coupling for High Power Applications in the Process Industry. www. johncrane.co.uk.
  15. J. Yao, L. Chen, F. Liu, C. Yin, et al., International Conference on Advanced Vehicle Technologies and Integration (Chuangchun, People’s Republic of China, July 16–19, 2012) (Beijing: China Machine Press: 2012), paper A003, p. 16.
  16. A. S. Kalinichenko, U. L. Basiniuk, and E. I. Mardasevich, Sci. Technique, 18, Iss. 3: 195 (2019). Crossref
  17. V. B. Tarel’nik, A. V. Paustovskii, Y. G. Tkachenko, V. S. Martsinkovskii, E. V. Konoplyanchenko, and B. Antoshevskii, Surf. Eng. Appl. Electrochem., 53: 285 (2017). Crossref
  18. I. F. Santos, Mech. Ind., 12: 275 (2011). Crossref
  19. В. Б. Тарельник, В. С. Марцинковский, А. В. Плякин, Сборник докладов участников семинара «ЭККОН-11» Х111 Международной научно-технической конференции «ГЕРВИКОН-2011» (Сумы: 2011), c. 197.
  20. И. Г. Галиахметов, Конструкционные материалы центробежных и винтовых компрессоров. Выбор и технология их применения (Казань: Изд-во «ФОН»: 2009).
  21. С. К. Пометун, Химическая техника, № 4: 8 (2009).
  22. А. П. Лебедева, Т. Н. Погорелова, Восстановление деталей машин (Москва: Машиностроение: 2003).
  23. Н. П. Барыкин, Р. Ф. Фазлыахметов, Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением, № 9: 27 (2006).
  24. ДИМЕТ — новая технология нанесения металлических покрытий (ООО «Обнинский центр порошкового напыления), Химическая техника, № 5: 29 (2010).
  25. А. В. Сегаль, Технология производства центробежных и винтовых компрессоров и холодильных машин (Казань: Изд-во «ФОН»: 2009).
  26. С. О. Лузан, Механіка та машинобудування, № 2: 211 (2011).
  27. Е. Д. Плешка, Электронная обработка материалов, № 2: 17 (2008).
  28. V. I. Kuz’min, A. A. Mikhal’chenko, O. B. Kovalev, E. V. Kartaev and N. A. Rudenskaya, J. Therm. Spray Tech., 21: 159 (2012). Crossref
  29. A. D. Pogrebnjak, V. I. Ivashchenko, P. L. Skrynskyy, O. V. Bondar, P. Konarski, K. Zaleski, S. Jurga, and E. Coy, Composites Part B-Engineering, 142: 85 (2018). Crossref
  30. G. Morand, P. Chevallier, L. Bonilla-Gameros, S. Turgeon, M. Cloutier, M. Da Silva Pires, A. Sarkissian, M. Tatoulian, L. Houssiau, and D. Mantovani, Surface and Interface Analysis, 53, Iss.7: 658 (2021). Crossref
  31. G. Maistro, S. Kante, L. Nyborg, and Y. Cao, Surfaces and Interfaces, 24: 101093 (2021). Crossref
  32. B. Antoszewski, S. Tofil, M. Scendo, and W. Tarelnik, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 233: 012036 (2017). Crossref
  33. I. Pliszka and N. Radek, Procedia Engineering, 192: 707 (2017). Crossref
  34. В. Б. Тарельник, О. П. Гапонова, Е. В. Коноплянченко, Н. С. Евтушенко, В. О. Герасименко, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 6: 795 (2018). Crossref
  35. V. B. Tarelnyk, V. S. Martsynkovskyy, O. P. Gaponova, Ie. V. Konoplianchenko, M. Ya. Dovzyk, N. V. Tarelnyk, and S. A. Gorovoy, 15th Int. Sci. Eng. Conf. Hermetic Sealing, Vibration Reliability and Ecological Safety of Pump and Compressor Machinery, HERVICON+PUMPS (Sep. 5–8, 2017, Sumy), vol. 233, p. 012049. Crossref
  36. V. Tarelnyk, V. Martsynkovskyy, O. Gaponova, Ie. Konoplianchenko, A. Belous, V. Gerasimenko, and M. Zakharov, 15th Int. Sci. Eng. Conf. Hermetic Sealing, Vibration Reliability and Ecological Safety of Pump and Compressor Machinery, HERVICON+PUMPS (Sep. 5–8, 2017, Sumy), vol. 233, p. 012048. Crossref
  37. V. B. Tarelnyk, A. V. Paustovskii, Yu. G. Tkachenko, E. V. Konoplianchenko, V. S. Martsynkovskyi, and B. Antoszewski, Powder Metall. Metal Ceramics, 55: 585 (2017). Crossref
  38. V. Martsynkovskyy, V. Tarelnyk, I. Konoplianchenko, M. Dovzhyk, M. Dumanchuk, M. Goncharenko, B. Antoszewski, and O. Gaponova, 2018 IEEE 8th International Conference Nanomaterials: Application & Properties (NAP) (Sept. 9–14, 2018), p. 1.
  39. V. Tarelnyk, I. Konoplianchenko, O. Gaponova, B. Antoszewski, Cz. Kundera, V. Martsynkovskyy, M. Dovzhyk, M. Dumanchuk, and O. Vasilenko, Microstructure and Properties of Micro- and Nanoscale Materials, Films, and Coatings (NAP 2019). Springer Proceedings in Physics (Singapore: Springer: 2020), vol. 240, p. 195. Crossref
  40. Д. Н. Коротаев, Технологические возможности формирования износостойких наноструктур электроискровым легированием (Oмск: СибАДИ: 2009).
  41. L. Ropyak and V. Ostapovych, Eastern-European J. Enterprise Technologies, 2, No. 5: 50 (2016). Crossref
  42. O. Bazaluk, O. Dubei, L. Ropyak, M. Shovkoplias, T. Pryhorovska, and V. Lozynskyi, Energies, 15, No. 1: 83 (2022). Crossref
  43. L. Ya. Ropyak, M. V. Makoviichuk, I. P. Shatskyi, I. M. Pritula, L. O. Gryn, and V. O. Belyakovskyi, Func. Mater., 27, No. 3: 638 (2020).
  44. В. С. Марцинковский, В. Б. Тарельник, А. В. Дзюба, Способ обработки вкладышей подшипников скольжения: Патент 2598737 РФ на изобретение, МПК B23Н 9/00 (2006.01), заявл. 21.11.2016; опубл. 27.09.2016. Бюл. № 27 (2016).
  45. В. Б. Тарельник, В. С. Марцинковский, А. В. Белоус, Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка, вип. 94: 102 (2010).