Дослідження фрикційних властивостей, тривалої (циклічної) міцності матеріалів гальмових колодок автотранспорту
DOI:
https://doi.org/10.31891/2079-1372-2023-107-1-13-19Ключові слова:
фрактограми, тертя, руйнування, зношування, структурно-фазовий склад, фізико-механічні властивості, колісна пара, трибологія, циклічна міцність, мікротріщиниАнотація
Аналіз фрактограм показує, що на поверхнях тертя було виявлено глибокі подряпини, частинки борідів (карбідів) титану і хрому та інших елементів. Причому, у гальмових пристроях мали місце пошкодження великих розмірів гальмових колодок вантажних автомобілів. Перенесення частинок борідів та карбідів на поверхню коліс можна пояснити процесами наводнення металу з подальшим їх окрихченням, що неминуче спричиняє, як правило, руйнування колісних пар тертя. Встановлено, що такі види зношування як фретинг-корозія значно (в 1,5-2 рази) знижують межу втоми деталей. Також значно знижують циклічну міцність металу пар тертя оксидні плівки на їх поверхні у відсутності мастильного матеріалу. Особливо сильний вплив на втомну міцність має термін експлуатації колісних пар тертя. Основною причиною зниження витривалості внаслідок процесів схоплювання на робочих поверхнях вузлів тертя є велика концентрація напружень, спричинена глибинними виривами, надрізами, мікротріщинами. Процес руйнування гальмових колодок від втоми починається з поверхні деталі. У зв’язку з цим якість поверхні, її структурно-фазовий склад, фізико-механічні властивості поверхневого шару у більшості випадків є визначальним для інтенсивності розвитку процесів зношування деталей від втоми трибосистеми (колісних пар тертя), які експлуатуються в умовах циклічних навантажень. Особливість впливу процесів тертя та зношування на втомну міцність металу полягає в тому, що в момент припрацювання відбувається зміна шорсткості поверхні, структури і властивостей поверхневих шарів. Як показав аналіз літературних джерел, ефективність впливу процесів тертя і зношування на характеристики опору втоми в разі повторно-змінних (циклічних) навантажень мають істотне значення, а тому ігнорувати цим ефектом під час традиційного оцінювання надійності деталей за окремими критеріями, наприклад, зносостійкості приводить часто до невірної оцінки експлуатаційної довговічності елементів трибологічної системи автомобільного чи залізничного транспорту. Тривалу (циклічну) міцність гальмових колодок визначали на спеціалізованій установці моделі 1251 фірми “Інстрон” (Великобританія). Основою для напилювання і наплавлення різних типів покриттів слугувала нормалізована сталь 35. На лабораторній установці досліджували деформації розтягування – стискання при нульовому середньому напруженні і частоті циклів 20Гц. Більшість випробувань проводили в розчинах солі (використовували NaCℓ промислової чистоти). Процес руйнування гальмових колодок від втоми починається з поверхні деталі. У зв’язку з цим якість поверхні, її структурно-фазовий склад, фізико-механічні властивості поверхневого шару у більшості випадків є визначальним для інтенсивності розвитку процесів зношування деталей від втоми трибосистеми (колісних пар тертя), які експлуатуються в умовах циклічних навантажень. Межи витривалості в разі одночасного впливу сил тертя і циклічних навантажень будуть залежати від швидкості ковзання дотичних поверхонь нормального контактного навантаження, яке визначає силу тертя, і складу навколишнього середовища
Посилання
Gavrilyuk V.P. Tribology of casting alloys.– K:– 2007.– 428c
Dmytrychenko M.F. Tribotechnics based on the reliability of machines//K.:–INFORMAVTODOR. –2006.– 216p
Zaporozhets V.V. Diagnostics of friction units and special machines//K.: – KIIGA. – 1987. – 163p
Kogaev V.P. Durability and durability of machine parts// M.: Higher school. – 1991.–309p
Kuzmenko A.G. Contact, friction and wear of lubricated surfaces. – Khmelnytskyi: KhNU. – 2007. – 344p
Labunets V.F. Boride wear resistance is covered. –K.: Technology. – 1989.– 169p
Surface strength of materials under friction / B. I. Kostetskyi, I. G. Nosovsky, A. K. Karaulov et al.// K.: Technika. – 1976. – 296p
Friction, wear and lubrication. Reference book: In 2 books // Ed. I.V. Kragelskogo, V.V. Anisin. – M.: Machine building. – Book 1-1978. – 400 p.; Book 2. – 1979. – 358 p
Shevelya V.V. Tribochemistry and rheology of wear resistance. -Khmelnytskyi: KhNU. –2006. – 278 p
Trucbon M.R., Crolet J.I. Experimental limits of sourer service for tubular steels //SSC Symposium. – Saint-Cloud. – 21. – 2013.
Stardisco J.B,, Pitts R.E. Corrosion of Iron in H2S-CO2-H2O System, Mechanism of Sulfide Film Formation and Kinetics of Corrosion // Corrosion.-2014. – №9. – P.245-253.
Galis M.F.J., Orlans B.J., Gunts G.C. Study of metallurgical parameters influencing the behavior of line pipes in H2S medium // SSC Symposium. – 1991. – 17 p.
F.Francis, A.M Edwards, R.J..Espiner and G.Senior. Applying Structural Reliability Method to Aging Pipelines. Paper. C57I-/011./99//. IMcchE Conference on Aging Pipelines. Newcastle., UK, October. – 1999.
Henderson RL. Hopkins P. Cosham A. Extending the Life of Aging Pipelines. – The Offshore Pipeline Technology Conference. TX OPT USA 2001 Oct. 22-23. Houston.
Makarenko V.D., Maksymov S.Yu., Bilyk S.I. etc. Corrosive destruction of sewage systems of Ukraine//Kyiv: NUBiP of Ukraine. – 2021. – 272p
Makarenko V.D., Paly R.V., Halychenko E.N. etc. Physico-mechanical basis of hydrogen sulfide corrosion destruction of industrial pipelines. - Chelyabinsk: Izd-vo TsNTI.—2002.–412 p
Stepanov M.N. Statistical methods of processing the results of mechanical tests/ Handbook// Machine building. -1985
Dmytrychenko M.F. Tribotechnics and the basics of machine reliability: training. Manual// Kyiv: InformAvtoDor. – 2006.– 216p.
Tribology /M.V.Kindrachuk, V.F.Labunets, M.I.Pashechko, E.V.Korbut// Kyiv: National Publication. aviation "NAU-Druk" University. – 2009.– 392p
Golego N.L. Fretting corrosion of metals// Kyiv: Technika. – 1994. – 272p
Хмельницький нацiональний унiверситет