Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения Третьяков Сергей Дмитриевич

Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения
<
Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Третьяков Сергей Дмитриевич. Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.14.- Санкт-Петербург, 2003.- 183 с.: ил. РГБ ОД, 61 03-5/3111-5

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ состояния проблемы

1.1. Изменение свойств поверхностного слоя при трении 7

1.2. Изменение поверхностного слоя в процессе трения и некоторые гипотезы образования «равновесной» шероховатости 12

1.3. Расчет «равновесной» шероховатости 23

2. Исследование и развитие методов оценки микрогеометрии поверхностей трения

2.1. Полное параметрическое описание профилей 38

2.2. Описание нормально распределенных случайных профилей 38

2.2.1. Модель Наяка 38

2.2.2. Автокорреляционная модель 42

2.2.3. Упрощенная классическая модель 45

2.2.4. Проверка эффективности рассмотренных моделей 47

2.3. Описание ненормально распределенных случайных профилей 52

2.3.1. Параметрическое описание функции плотности распределения 53

2.3.2. Набор базовых критериев для ненормально распределенных случайных профилей 59

2.4. Полное параметрическое описание профилей, содержащих периодическую составляющую 63

3. Непараметрическая оценка микрогеометрии поверхностей и эффективность ее использования 71

3.1. Непараметрические критерии оценки микрогеометрии поверхности и метод их практического использования 71

3.2. Исследования эффективности применения непараметрического метода оценки микрогеометрии 77

3.2.1. Взаимосвязь непараметрических методов оценки микрогеометрии поверхности и режимов резания 77

3.2.2. Исследование зависимости качества серебряного напыления ферритовых стержней от

микрогеометрии их поверхности 80

3.2.3. Исследование влияния химического вещества для удаления коррозии на микрогеометрию поверхности 86

4. Исследование изменения характера микрогеометрии поверхностей трения-скольжения 92

4.1. Исследование зависимости характера изменения микрогеометрии поверхностей от продолжительности процесса трения-скольжения 92

4.2. Исследование влияния исходной микрогеометрии на микрорельеф поверхностей в процессе их трения 107

Заключение 112

Список литературы 115

Приложения

Введение к работе

В настоящее время наиболее актуальными проблемами, стоящими перед мировой промышленностью остаются проблемы связанные с повышением качества выпускаемой продукции. В приборостроении качество продукции всегда было наиболее актуальным вопросом в виду роли этой отрасли в промышленном хозяйстве развитых государств. Качество и надёжность изделий приборостроения в основном обусловлены безотказностью работы их подвижных сочленений, а она в свою очередь определяется точностью размеров, формы и взаимного расположения сопрягаемых поверхностей деталей, а также состоянием их поверхностного слоя. Именно проблемы, связанные с состоянием поверхностного слоя рассматриваются в настоящее время как наиболее перспективное направление в борьбе за повышение качества выпускаемой продукции, а, как известно в условиях конкурентной рыночной экономики качество продукции играет не последнюю роль. Актуальность проблемы оптимизации микрогеометрии поверхностей объясняется ещё и тем, что возможности повышения качества изделий в результате увеличения точности размеров и формы поверхностей практически исчерпаны и связаны со значительным увеличением затрат. Поэтому не удивительно, что именно на создание оптимального микрорельефа поверхностей деталей в процессе повышения их качества и делают ставку ведущие приборостроительные корпорации мира. В тоже время и в решении самой проблемы оптимизации микрогеометрии поверхностей существуют различные подходы к решению. Очевидно, что для поиска оптимальной шероховатости поверхности необходимо иметь наиболее полно описывающие эту шероховатость критерии, что, естественно, создаст предпосылки для более точных оценок и прогнозов

5 будущей эксплуатации изделий. К сожалению, в большинстве случаев исследование проблем, связанных с оптимизацией микрорельефа поверхностей, проводятся при помощи параметрического описания профиля поверхности. Эксперименты, базирующиеся на этих стандартизированных параметрических критериях, определяющих лишь отдельные усреднённые характеристики отклонений поверхности, не только не могут полностью описать одну, конкретную поверхность, но часто даже и определить вид обработки, которой подвергалась та или иная поверхность изделия. В тоже время существует множество функциональных свойств поверхности, на которые влияет её микрогеометрия и для достижения оптимальных значений которых необходимо обладать возможностью полного описания характера микрорельефа поверхности. Поэтому одной из основных задач является поиск и исследование возможностей применения наиболее информативных критериев оценки микрогеометрии поверхностей. Необходимо проанализировать существующие методы оценки микрогеометрии поверхности, выявить их достоинства и недостатки, а также исследовать возможность их применения на практике.

Возможность управления свойствами функциональных поверхностей деталей приборов открывает новые пути повышения качества продукции. Но оптимизации микрогеометрии поверхности очень трудоемкий и сложный процесс, связанный с многочисленными исследованиями и экспериментами. Успешная реализация оптимизационных задач тесно связана с научным изучением процессов, приводящих к изменению поверхностного слоя функциональных поверхностей. Основные экспериментальные исследования в этой области посвящены изучению изменения поверхностного слоя при трении. Действительно, экспериментально доказано, что одним из основных факторов, влияющих на трение-скольжение, является микрогеометрия трущихся поверхностей. Известно, что в большинстве случаев выход изделия из строя связан с изнашиванием подвижных узлов в процессе их трения.

Поэтому научный интерес представляет не только степень и характер влияния микрогеометрии на процесс трения, но и изменение самой микрогеометрии, установление закономерностей этого изменения. Практическая реализация таких исследований позволит вывести процесс оптимизации микрогеометрии поверхностей на качественно новый уровень, повысив тем самым качество производимых приборов.

Изменение поверхностного слоя в процессе трения и некоторые гипотезы образования «равновесной» шероховатости

Под приработкой принято понимать процесс изменения геометрии поверхностей трения и физико-механических свойств поверхностных слоев материала в начальный период трения, обычно проявляющийся при постоянных внешних условиях в уменьшении работы трения, температуры и интенсивности изнашивания.

Считается, что для обеспечения долговечности работы машин необходима приработка их подвижных сочленений. Обычно она осуществляется работой вхолостую с постепенным нагружением для предотвращения повреждения поверхностей трения в начале их работы.

Также имеет место утверждение о том, что одним из основных показателей приработки является переход характеристик качества поверхности от исходного состояния после окончательной технологической обработки к так называемой эксплутационной шероховатости. Переход от исходного состояния поверхностей трения к установившемуся сопровождается сложными необратимыми явлениями, протекающими в тонком поверхностном слое. Так B.C. Щедров, в своей работе «Анализ экспериментальных закономерностей приработки на основе общих уравнений теории изнашивания» [92], писал о том, что процесс механического изменения материальной поверхности, в частности, изнашивание, приводит к такому ее физическому состоянию и такой структуре, при которых поверхностный слой обладает минимальной потенциальной энергией, т.е. представляет устойчивую систему, допускающую в данных условиях минимальную диссипацию энергии. На основании опытов, проведенных многими исследователями, делается заключение, подтверждающее высказывание B.C. Щедрова и говорится о том, что при изнашивании воспроизводится постоянная шероховатость во всем процессе, исключая лишь начальный период [47,45,38]. Эту воспроизводимую шероховатость называют «равновесной».

Таким образом, под «равновесной» или оптимальной шероховатостьюпонимается воспроизводимая в стационарных условиях шероховатость,которой соответствует наименьшая интенсивность изнашивания. Другоеопределение было предложено B.C. Комбаловым. Он предлагал под«равновесной» шероховатостью понимать шероховатость,устанавливающуюся на фрикционном контакте при неизменном режиме трения только после завершения процесса приработки [45].

Равновесная шероховатость, устанавливающаяся на трущихся телах, зависит от ряда факторов: механических свойств поверхностей, смазки, условий работы, конфигурации сопряженных поверхностей и т.д. Существует множество мнений исследователей по установлению равновесной шероховатости поверхностей. По мнению одних, в процессе приработки устанавливается вполне определенная шероховатость. Другое мнение заключается в том, что степень шероховатости до приработки и после приработки не меняется. Имеется также утверждение о том, что высокая начальная гладкость поверхности является наилучшей в отношении длительности приработки. Существует мнение, что для каждого конкретного соединения имеется своя наиболее рациональная шероховатость и если такую шероховатость сообщить поверхности в процессе механической обработки, то величина износа и длительность приработки трущихся поверхностей будут минимальными [39].

И.В. Крагельским подробно описано изменение микрогеометрии поверхностей при фрикционном контакте [56]. Так, по его мнению, при трении в начальный период приработки участвует очень небольшое количество контактирующих между собой выступов, вследствие чего истинные напряжения на образовавшихся площадках могут быть велики, поэтому происходит интенсивное разрушение неровностей, полученных при. механической обработке, их дробление и пластическое деформирование, сопровождаемое наклепом тонкого поверхностного слоя.

Далее в результате приработки происходит сглаживание наиболее выступающих неровностей, частичное или полное уничтожение первоначальных и установление новых, отличных от первоначальных по форме и размерам.

При граничном трении поверхностей с относительно высокими неровностями вследствие разрыва масляной пленки имеет место металлический контакт по выступам обеих поверхностей. Интенсивное деформирование и смятие вершин отдельных выступов происходит в начале работы двух трущихся поверхностей, пока они не приработаются, т.е. неровности этих поверхностей не примут более устойчивой формы и размеров, обеспечивающих увеличение фактической площади контакта. При приработке выступы приобретают оптимальную кривизну, обеспечивающую наибольшую устойчивость масляной пленки.

Одной из важных закономерностей приработки является независимость равновесной шероховатости от исходной. Работами М.М. Хрущова, П.Е. Дьяченко, В.А. Кислика и других экспериментально показано, что по окончании приработки устанавливается шероховатость, не зависящая от величины и характера первоначальной шероховатости, полученной при механической обработке, а зависящая от условий изнашивания (материала трущихся пар, давления, температуры на поверхности трения, условий смазки, наличия загрязнений в смазке и т.д.) [37,40]. Эта шероховатость является оптимальной для данных условий трения и обеспечивает минимальное изнашивание. Она может быть как больше, так и меньше исходной. На рис. 1.3. приведен график изменения микрорельефа поверхности трения при испытании в течение 5 часов образцов, изготовленных из легированной стали, с различным исходным классом чистоты поверхности, при скольжении в условиях граничной смазки, при скорости 5 м/сек, удельном давлении 50 кг/см2 [38].

Описание нормально распределенных случайных профилей

Работа Наяка [95] явилась основной для многочисленных теоретических и практических исследований. Он впервые применил принцип случайных процессов для исследования технических поверхностей.

Наяк рассматривал высоту z шероховатой поверхности, как двумерную случайную величину с независимыми переменными х, у. Исследуя изотропные, нормально распределенные поверхности он доказал, что достаточно трех базовых критериев то, тг, гт - нулевого, второго и четвертого спектральных моментов, общее выражение которых имеет вид: где G(f) - энергетический спектр профиля.

Зная базовые критерии, можно определить интересующие нас в конкретном случае характеристики профиля или поверхности. Например, формула для расчета плотности выступов профиля имеет вид:а для расчета плотности выступов поверхности:вполне согласуется с реальностью.

Формулы, выведенные Наяком, показывают, что с помощью комплекта базовых критериев то, тг, пк можно определить все геометрические характеристики, которые могут влиять на ее функциональные свойства. Далее необходимо рассмотреть некоторые способы определения спектральных моментов.

Для определения этих моментов можно применить энергетический спектр с кривой K(f)=P и полученные произведения проинтегрировать. Чтобы избежать больших ошибок, в процессе интегрирования необходимо исключить все амплитуды, которые, например, менее чем в два раза превосходят амплитуду помех. Вторым источником ошибок при интегрировании является недостаточное количество точек, описывающих интегрируемую кривую. В процессе исследования установлено, что минимально допускаемое число точек равно 10. Это утверждение корректно для интегрирования с помощью правила трапеции непрерывно затухающего спектра, каким и является спектр профиля.

Один из методов определения спектральных моментов разработал Сайлес [97]. Он базируется на следующих математических соотношениях:Таким образом, спектральные моменты т2 и т4 соответствуют второй и четвертой производной автоковариационной функции. Используя простой метод дифференцирования, получаем:где А/ - расстояние дискретизации; рі,рг - коэффициенты автокорреляционной функции.

Следовательно, МОМеНТЫ 1ШИШ4 можно вычислить С ПОМОЩЬЮ Rq ипервых трех значений автоковариационной функции. Это наиболее экономичный метод, не требующий больших затрат и нормального распределения профиля. Вычисленные значения зависят от расстояния дискретизации.

Другой метод определения спектральных моментов базируется на следующих соотношениях:где Dz - плотность пересечений профилем нулевой линии; Dex - плотность экстремумов профиля.

Эти отношения справедливы только для нормально распределенного сигнала и описаны в работах Папулиса [98] и Наяка [97].Таким образом, при нормально распределенном случайном профиле спектральные моменты іш и iru можно определить путем простого подсчета переходов профиля через ноль и его экстремумов.

При наличии инструментальных помех число подсчитанных переходов через ноль и экстремумов увеличивается. Эту ошибку легко устранить, если применить соответствующий дискриминатор. Например, переход ноля засчитывается лишь тогда, когда сигнал после перехода через ноль превышает уровень ожидаемой амплитуды помех.

Базовые критерии - спектральные моменты то, тг, пк - теснейшим образом связаны с коэффициентами автокорреляционной функции. Поэтому естественно стремление разработать модель, которая исходит из автокорреляционной функции. Такая модель была разработана Вайтхаузом [102].

В качестве базовых критериев модели использованы коэффициенты автокорреляционной функции pi и р2, а также среднеквадратичное ОТКЛОНеНИе Rq. Вайтхауз вводит следующие обозначения: С учетом этих обозначений приведем ряд формул для описания некоторых производных критериев. Плотность перехода профилем нулевой линии: Плотность заострения профиля: Рассеяние высоты заострения профиля: Средняя кривизна заострения профиля: Средний наклон выступов профиля: Вайтхауз и Филипс вывели ряд формул, доказав правильность которых тем, что при Д/ — 0 они переходят в ранее известные формулы для непрерывных сигналов. Чтобы обосновать корректность теоретических результатов, было выполнено экспериментальное исследование на реальных профилях. Критерии шероховатости были рассчитаны для 10 поверхностей, обработанных различными способами (шлифованием, лазерной обработкой и алмазным точением), с помощью трехточечной модели и общепринятых формул и был проведен сравнительный анализ полученных результатов с вычисленными по выведенным уравнениям. Сходимость результатов составила более 85%.

Автокорреляционная функция в значительной степени зависит от расстояния дискретизации. Чтобы исследовать зависимость базовых и производных критериев от этого расстояния, проведено исследование с помощью теоретической автокорреляционной функции. Эта теоретическая функция выбрана так, чтобы путем изменения ее параметров можно было моделировать автокорреляционные функции профилей различного характера.

Исследования проводили таким путем, что с помощью теоретической автокорреляционной функции создавалась определенного вида теоретическая поверхность, для которой вычисляли различные критерии микрогеометрии в зависимости от расстояния дискретизации. Типичные примеры представлены на рис.2.1.

Исследования эффективности применения непараметрического метода оценки микрогеометрии

Принципиальная методика выявления характера зависимости микрогеометрии поверхности от режимов резания и ее проверка была разработаны В.А. Валетовым [15]. Были исследованы поверхности заготовок из легированной стали 42СгМо4, обработанных на токарном станке [17]. Для оценки характера поверхностей использованы следующие критерии: функции распределения и плотности распределения ординат и тангенсов углов наклона профилей; функции распределения ординат безразмерного профиля. Заготовки обрабатывались на токарном станке с бесступенчатым приводом инструментом, оснащенным пластинками из твердой стали. При этом каждую поверхность обрабатывали новым лезвием поворотной твердосплавной пластинки. Работа велась без смазочно-охлаждающей жидкости. Исследовалась взаимосвязь непараметрических критериев с подачей и скоростью резания.

Использовались следующие значения подачи: S=0,052; 0,081; 0,104; 0,15 мм/об. При этом скорость (V=200 м/мин) и глубина резания (t=0,5 мм) оставались неизменными.

Результаты эксперимента показывают, что малейшее изменение подачи приводит к легко регистрируемому изменению функции плотности распределения ординат, которое заметно даже по функциям плотности распределения ординат профиля. При этом изменение подачи не оказывает влияния на углы наклона профилей, что подтверждается функциями распределения и плотностями распределения тангенсов углов наклона этих профилей. На практике это значит, что заданные конструктором угловые характеристики микрогеометрии в результате изменения подачи не могут быть получены и должны обеспечиваться, например, за счет геометрии резца.

Второй эксперимент проводился при следующих скоростях резания при точении легированной стали: V=50; 100; 150; 175; 200 м/мин. При этом подача (S=0,104 мм/об) и глубина резания (t=0,5 мкм) оставались постоянными.

Физическая суть этого эксперимента заключается в том, что привычные закономерности связи параметров обработки с микрогеометрией поверхности нарушаются под воздействием нароста и параметрические критерии не могут обеспечить однозначность этой связи. При обработке рабочих поверхностей следует избегать режимов резания с существенным наростообразованием, однако, во-первых, это не всегда выполнимо, во-вторых, необходимо иметь критерии оценки, однозначно определяющие микрогеометрию поверхностей во всех случаях. В данном случае такими критериями являются функции плотности распределения ординат и углов наклона профилей.

На рис. 3.6 показана взаимосвязь этих функций, а также функцийраспределения ординат и тангенсов углов наклона со скоростью резания. Как и в случае подачи, изменения скорости резания однозначно связаны с изменениями непараметрических критериев, допустимые границы которых легко задать на экране монитора в виде шаблона графических изображений соответствующих функций.

Эксплуатационные характеристики ферритовых стержней для приборов высокочастотной связи сильно зависят от качества серебряного напыления. При производстве таких стержней на предприятии ОАО «Феррит-Домен» столкнулись с некоторыми трудностями, связанными с обеспечением требуемого качества серебряного напыления. Известно, что на качество напыления влияет много производственных факторов, но реально управлять можно только технологией самого процесса напыления и подготовкой поверхности для напыления. Оптимизацию процесса напыления при помощи изменения параметров технологии напыления провести на данном предприятии не представлялось возможным, поэтому главное внимание было уделено вопросам оптимизации поверхностного слоя. На стадии опытного производства был отмечен факт зависимости эксплуатационных характеристик стержней от вида обработки, которым они подвергались на стадии подготовки поверхности для напыления. Так на данном предприятии ферритовые стержни обрабатывались круглым шлифованием, при этом эксплуатационные характеристики стержней оставляли желать лучшего. Таким образом, для проведения эксперимента были изготовлены три партии ферритовых стержней, обработанных круглым шлифованием, бесцентровым шлифованием и пескоструйной обработкой. Микрогеометрия стержней измерялась при помощи ИВК «Профиль», после чего на стержни напылялся серебряный слой и они подвергались испытаниям

Исследование влияния исходной микрогеометрии на микрорельеф поверхностей в процессе их трения

Одним из важнейших свойств так называемой «равновесной» шероховатости, считалась ее независимость от исходной микрогеометрии поверхности. Как отмечалось в первой главе диссертации, исследователи «равновесной» шероховатости считали, что по окончании приработки устанавливается шероховатость, не зависящая от величины и характера первоначальной шероховатости, полученной при механической обработке, а зависящая от условий изнашивания. Таким образом, целью эксперимента является исследование влияние исходной микрогеометрии на микрорельеф, который образуется на поверхности в процессе трения-скольжения.

Для проведения эксперимента были изготовлены несколько пар образцов в виде пластин из алюминиевой бронзы CuAllONi, широко применяющейся в приборостроении. Эксперимент проводился на специальной установке для трибологических исследований, разработанной на кафедре Мехатроники СПбГИТМО (ТУ) профессором Мусалимовым В.М.

Пара трения, состоящая из двух одинаковых образцов, но с разной исходной микрогеометрий, подвергалась испытаниям на трении с интервалом времени в 45 минут. После каждого испытания микрогеометрия образцов измерялась при помощи ИВК «Профиль».

Некоторые результаты эксперимента представлены ниже. Так в табл. 4.2 представлены результаты параметрической оценки микрогеометрии одной из пар трения.

Из анализа табличных данных видно, что после некоторого времени испытаний такие параметры как Ra, Rz и Rq действительно принимают близкие по значению величины для поверхностей с разными начальными параметрами. Также стоит отметить и тот факт, что эти параметрические

Анализ результатов эксперимента, в частности непараметрических критериев, представленных на рис. 4.14 - 4.16, позволяет сделать вывод о том, что микрогеометрия, образующаяся на поверхности при трении зависит от исходного микрорельефа. Очевидно, что результаты, полученные при помощи непараметрических критериев оценки микрорельефа, эффективность которых уже неоднократно была экспериментально проверена в рамках данной работы, можно считать более чем исчерпывающими. Таким образом, при проведении оптимизационных работ необходимо учитывать факт зависимости микрогеометрии обработанных поверхностей от их исходного микрорельефа.

Попытки исследовать характер изменения микрогеометрии поверхностей при их трении-скольжении были предприняты учеными, изучающими процессы трения, еще в середине прошлого века. В первой главе диссертации показаны некоторые наиболее распространенные варианты решения этой проблемы. Стоит отметить, что практически все такие исследования исходят из параметрического метода описания микрогеометрии, когда для оценки микрорельефа поверхностей трения использую один, в некоторых случаях несколько стандартизированных параметрических критериев, таких как Ra, Rz или Rq. На основании полученных при помощи таких малоинформативных критериев результатов развивается гипотеза о «равновесной» или «установившейся» шероховатости. Считается, что под воздействием сил трения микрогеометрия поверхности стремится к некому стабильному значению, характер которого не зависит от исходного микрорельефа. На основании этой гипотезы даются различные практические рекомендации по оптимизации микрогеометрии поверхностей, которые, в большинстве случаев, оказываются малопригодными для использования в реальных условиях производства. Осознавая непригодность этих критериев для получения достоверных результатов исследований, многие ученые пытались решить проблему синтезом различных комплексных критериев, варьируя в различных комбинациях все те же Ra, Rz или Rq.

Очевидно, что результаты исследований изменения характера микрогеометрии при трении-скольжении, проводившиеся при помощи параметрических критериев Ra, Rz или Rq, не могут считаться исчерпывающими, а должны быть проверены при помощи более информативных критериев оценки микрогеометрии. Необходимо иметь возможность полного описания микрогеометрии поверхности для решения задачи изучения характера ее изменения под воздействием сил трения.

Во второй главе диссертации исследуется возможность полного параметрического описания микрогеометрии поверхности. Для решения задачи полного параметрического описания профиля поверхности необходимо выполнение следующих условий:1. Выведенные из базовых производные критерии должны хорошо согласовываться с этими же производными критериями, вычисленными по реальному профилю.2. Описание профиля одним критерием (набором критериев) следует считать полным, если из этого критерия можно генерировать только один профиль, совпадающий с измеренным.

Рассматривается ряд теоретических моделей, основанных в основном на применении принципов случайных процессов. На основе анализа собранного материала и практической проверки некоторых моделей сделан вывод о теоретической возможности полного параметрического описания микрогеометрии поверхности, но для этого требуется от 3 до 25 параметров и сложное математическое моделирование. Поэтому применение методов полного параметрического метода на практике не реально. Для решения задачи изучения изменения характера микрогеометрии поверхностей при трении-скольжении необходимо применение принципиально новых критериев и методов оценки микрогеометрии.

В качестве критериев оценки микрогеометрии поверхностей предлагается использовать предложенные В.А. Валетовым так называемые непараметрические критерии. Непараметрический метод основан на использовании наиболее информативных критериев оценки микрогеометрии поверхности, а именно плотностей и функций плотностей распределения ординат и тангенсов углов наклона профиля, а также его микротопографии и самого профиля. Эффективность применения непараметрического метода для решения оптимизационных задач доказана многочисленными исследованиями, в том числе проведенными в рамках данной работы, результаты которых представлены в третьей главе. На основании результатов исследования эффективности применения непараметрического метода оценки микрогеометрии сделан вывод о целесообразности использования непараметрического метода для изучения изменения характера микрогеометрии поверхностей при их трении.

В четвертой главе диссертации приводятся результаты экспериментального исследования изменения характера микрогеометрии поверхностей в процессе трения-скольжения. Для оценки микрогеометрии применяются непараметрические критерии оценки. Для сравнения с результатами более ранних исследований микрогеометрия поверхностей оценивается и с помощью параметрических критериев, которые использовались в этих исследованиях.

На основании анализа проведенных исследований сделан вывод о постоянном изменении характера микрогеометрии поверхностей при их трении. Более того, отмечается некоторая цикличность в изменении характера микрогеометрии поверхностей при их истирании, которая зависит от условий процесса трения. Экспериментально установлен факт зависимости изменения характера микрогеометрии поверхностей в процессе их трения от исходного микрорельефа этих поверхностей. Доказана полная непригодность стандартизованных параметрических критериев оценки микрогеометрии поверхности для решения оптимизационных задач и эффективность непараметрического метода.

При решении оптимизационных задач в конкретных производственных условиях необходимо учитывать полученные экспериментальные данные. Это позволит наиболее эффективно решить проблему оптимизации конкретных функциональных свойств поверхностей деталей приборов и, соответственно, повысит качественные показатели выпускаемых изделий.

Похожие диссертации на Исследование микрогеометрии поверхностей трения - скольжения