Визначення особливостей зносостійкості трибосполучень з текстурованою лунковою поверхнею в умовах граничного тертя
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.291785Ключові слова:
зносостійкість, коефіцієнт тертя, текстурована поверхня, лунка, граничне тертя, регенерація мастильної плівки, краплина мастильного матеріалу, математична модельАнотація
Досліджено вплив текстури поверхні у вигляді лунок на зносостійкість трибосполучень в умовах граничного тертя. На першому етапі досліджень змодельовано механізм поведінки мастила між контактуючими поверхнями і в всередині лунок. Встановлено граничну умову частоти обертання зразка (n>27), при якій краплина мастильного матеріалу «покидає» лунку у верхньому положенні зразка і залишається у просторі між зразком і поверхнею контртіла, забезпечуючи регенерацію граничної мастильної плівки на поверхні трибоконтакту при її руйнуванні. При зменшенні частоти обертання зразка (n<27) краплина мастильного матеріалу залишається в лунці і не впливає на процеси граничної мастильної плівки. На другому етапі проведені експериментальні дослідження трибосполучень з текстурованою лунковою поверхнею в умовах граничного тертя. Встановлено, що висока зносостійкість текстурованих лункових поверхонь забезпечується високою захисною дією текстури, а також високою ефективністю граничної мастильної плівки. Доведено, що зміцнення текстури поверхні методом іонно-плазмового термоциклічного азотування додатково підвищує зносостійкість в 1,7 разів за рахунок високої захисної дії поверхневих азотованих шарів та їх високою твердістю (до 9500 МПа). Це посилює ефект гальмування виникнення дефектів у поверхневих шарах трибоконтакту, забезпечує високу швидкість змочування місць фактичного контакту трибосполучень, пришвидшує процес регенерації граничної мастильної плівки. Результати досліджень можуть використовуватися для модифікації поверхневого шару важконавантажених деталей, що працюють в екстремальних умовах експлуатації з обмеженою подачею мастильного матеріалу при різних видах тертя та зношування
Посилання
- Ibatan, T., Uddin, M. S., Chowdhury, M. A. K. (2015). Recent development on surface texturing in enhancing tribological performance of bearing sliders. Surface and Coatings Technology, 272, 102–120. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2015.04.017
- Hamilton, D. B., Walowit, J. A., Allen, C. M. (1966). A Theory of Lubrication by Microirregularities. Journal of Basic Engineering, 88 (1), 177–185. doi: https://doi.org/10.1115/1.3645799
- Zhang, J., Meng, Y. (2012). Direct Observation of Cavitation Phenomenon and Hydrodynamic Lubrication Analysis of Textured Surfaces. Tribology Letters, 46 (2), 147–158. doi: https://doi.org/10.1007/s11249-012-9935-6
- Cupillard, S., Glavatskih, S., Cervantes, M. J. (2010). Inertia effects in textured hydrodynamic contacts. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 224 (8), 751–756. doi: https://doi.org/10.1243/13506501jet697
- Fowell, M., Olver, A. V., Gosman, A. D., Spikes, H. A., Pegg, I. (2006). Entrainment and Inlet Suction: Two Mechanisms of Hydrodynamic Lubrication in Textured Bearings. Journal of Tribology, 129 (2), 336–347. doi: https://doi.org/10.1115/1.2540089
- Filgueira Filho, I. C. M., Bottene, A. C., Silva, E. J., Nicoletti, R. (2021). Static behavior of plain journal bearings with textured journal - Experimental analysis. Tribology International, 159, 106970. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2021.106970
- Liu, W., Ni, H., Chen, H., Wang, P. (2019). Numerical simulation and experimental investigation on tribological performance of micro-dimples textured surface under hydrodynamic lubrication. International Journal of Mechanical Sciences, 163, 105095. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2019.105095
- Etsion, I. (2004). Improving Tribological Performance of Mechanical Components by Laser Surface Texturing. Tribology Letters, 17 (4), 733–737. doi: https://doi.org/10.1007/s11249-004-8081-1
- Guo, Q., Zheng, L., Zhong, Y., Wang, S., Ren, L. (2022). Numerical simulation of hydrodynamic lubrication performance for continuous groove-textured surface. Tribology International, 167, 107411. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2021.107411
- Shen, Z., Wang, F., Chen, Z., Ruan, X., Zeng, H., Wang, J. et al. (2021). Numerical simulation of lubrication performance on chevron textured surface under hydrodynamic lubrication. Tribology International, 154, 106704. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2020.106704
- Shen, C., Khonsari, M. M. (2015). Numerical optimization of texture shape for parallel surfaces under unidirectional and bidirectional sliding. Tribology International, 82, 1–11. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2014.09.022
- Rom, M., Müller, S. (2018). An effective Navier-Stokes model for the simulation of textured surface lubrication. Tribology International, 124, 247–258. doi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2018.04.011
- Marchuk, V., Kindrachuk, M., Tisov, O., Kornienko, A., Radko, O., Kharchenko, V. (2019). Stress-strained state of textured surfaces with selectively indented regions. Functional Materials, 26 (4), 773–778. doi: https://doi.org/10.15407/fm26.04.773
- Tsyban’ov, G. V., Marchuk, V. E., Mikosyanchyk, O. O. (2019). Effect of Textured Dentated Surfaces on 30KhGSA Steel Damage and Life at Fatigue, Fretting Fatigue, and Fretting. Strength of Materials, 51 (3), 341–349. doi: https://doi.org/10.1007/s11223-019-00080-x
- Marchuk, V., Kindrachuk, M., Krysak, Ya., Tisov, O., Dukhota, O., Gradiskiy, Y. (2021). The Mathematical Model of Motion Trajectory of Wear Particle Between Textured Surfaces. Tribology in Industry, 43 (2), 241–246. doi: https://doi.org/10.24874/ti.1001.11.20.03
- Marchuk, V. Ye., Kindrachuk, M. V., Mirnenko, V. I., Mnatsakanov, R. G., Kornіenko, A. O., Bashta, O. V., Fedorchuk, S. V. (2019). Physical Interpretations of Internal Magnetic Field Influence on Processes in Tribocontact of Textured Dimple Surfaces. Journal of Nano- and Electronic Physics, 11 (5), 05013-1-05013–05015. doi: https://doi.org/10.21272/jnep.11(5).05013
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Volodymyr Marchuk, Myroslav Kindrachuk, Oleh Harmash, Volodymyr Kharchenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
