АНАЛІЗ ТА УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЙ ЗМІЦНЕННЯ ПОВЕРХОНЬ ГІДРАВЛІЧНИХ МАШИН
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
В гідравлічних машинах при зростанні потужності висуваються на перший план проблеми дослідження міцності елементів їх конструкцій при дії навантажень. На конструкції гідравлічних машин впливають їх поверхні, площа контакту та робоче середовище. Розглядаються новітні технології обробки поверхонь, до яких відносяться інженерні технології, які поділяються на технології модифікації поверхні конструкцій та технології зміни форми поверхні. Більшість деталей гідравлічних машин працюють при високих навантаженнях в умовах різноманітних видів впливу, при яких максимальна напруга виникає у поверхневих шарах металу, де зосереджені основні концентратори. Завдяки розробці більш досконалих матеріалів та технологій зміцнення поверхонь можна при збереженні досить високої пластичності, в'язкості та тріщиностійкості покращити якість, надійність та довговічність гідравлічних машин. Розглянуті методи утворення поверхневих технологічних шарів конструкцій гідравлічних машин, які загалом поділяються на такі групи: механічні, гальванічні, фізичні, термічні, термомеханічні, хіміко-термічні. Формування покриттів на поверхні конструкцій складають технології зміцнення, такі як напилювання зносостійких з'єднань і осадження твердих опадів з парів: лазерне напилювання, детонаційне напилювання, катодно-іонне бомбардування, плазмове напилювання порошкових матеріалів, пряме електронно-променеве випаровування, електродугове наплавлення. Нові конструкції машин використовують методи нанесення багатошарових, багатофункціональних покриттів. У цих варіантах комбінованих (гібридних) технологій критерієм вибору є порівняння витрат на відновлення конструкцій гідравлічних машин. Розглянуті практичні методи поверхневого зміцнення конструкцій, що використовуються на виробництві гідромашин у АТ «Українські енергетичні машини». Впровадження новітніх технологій зміцнення поверхонь у виробництво гідравлічних машин потребують вкладення значних додаткових коштів, тому у кожному випадку їх впровадження потрібні обґрунтовані економічні розрахунки.
Блок інформації про статтю
Посилання
Mathonsi T., Laubscher R. F. Complementary Machining – Machining Strategy for Surface Modification: A Review. Science, Engineering and Technology. 2025, vol. 5, no. 1, pp. 1–25.
Kukhtenkov Yu. M., Nazarenko S. O. Matematychni modeli vzayemodiyi konstruktsiy z ridynoyu ta rozrakhunky na mitsnist' i rezonans lopatevykh hidromashyn [Mathematical models of the interaction of structures with liquid and calculations on the strength and resonance of blade hydraulic machines]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2023, no. 1, pp. 82–86. doi: 10.20998/2411-3441.2023.1.14
Doujak E., Maly A., Unterluggauer J., Haller F., Maier M., Blasbichler C., Stadler S. Fatigue Strength Analysis of a Prototype Francis Turbine in a Multilevel Lifetime Assessment Procedure Part III: Instrumentation and Prototype Site Measurement. Energies. 2023, vol. 16, no. 16, p. 6072. doi: 10.3390/en16166072
Bogomolov S. I., Lutsenko S. S., Nazarenko S. A. Application of a superparametric finite shell element to the calculation of turbine blade vibrations. Strength of Materials. 1982, vol. 14, no. 6, pp. 796–799.
Kukhtenkov Yu. M., Nazarenko S. O. Ohlyad problemy vtomnoyi mitsnosti robochykh kolis radial'no-os'ovykh hidroturbin [Review of the problem of fatigue strength of radial-axial hydraulic turbine wheels]. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2024, no. 2, pp. 54–61. doi: 10.20998/2411-
2024.2.08
Astakhov V. P. Surface integrity–definition and importance in functional performance. Surface integrity in machining. London, Springer Publ., 2010. P. 1–35. doi: 10.1007/978-1-84882-874-2_1
Xu J., Lu H., Cai L., Liao Y., Lian J. Surface Protection Technology for Metallic Materials in Marine Environments. Materials. 2023, vol. 16, issue 20, p. 6822. doi: 10.3390/ma16206822
Fotovvati B., Namdari N., Dehghanghadikolaei A. On coating techniques for surface protection: A review. Journal of Manufacturing and Materials processing. 2019, vol. 3, issue 1,
pp. 28–45. doi: 10.3390/jmmp3010028
Ibrahim H., Jahadakbar A., Dehghan A., Moghaddam N. S., Amerinatanzi A., Elahinia M. In vitro corrosion assessment of additively manufactured porous NiTi structures for bone fixation applications. Metals. 2018, vol. 8, issue 3, p. 164. doi: 10.3390/met8030164
Mao C., Cai P., Hu Y., Zhong Y., Wei J., Bi Z., Jiang Y., Xiao L., Zhang M. Effect of laser-discrete-quenching on bonding properties of electroplated grinding wheel with AISI 1045 steel substrate and nickel bond. Chinese Journal of Aeronautics. 2021, vol. 34, issue 6, pp. 79–89. doi: 10.1016/j.cja.2020.09.010
Yu Z., Li C., Chen Z., Li Y., Han X. Sensitivity Analysis of Laser Quenching Parameters of ASTM 1045 of Disk Laser Based on Response Surface Method. Metals and Materials International. 2021, vol. 27, pp. 1236–1251. doi: 10.1007/s12540-019-00437-6
Hung T. P., Tsai H. A., Lin A. D. Investigation of Surface Residual Stress for Medium Carbon Steel Quenched by YAG Laser with Extended Cycloidal Motion. Metals. 2022, vol. 12, issue 11, p. 1903. doi: 10.3390/met12111903
Krasota M. V., Osin R. A. Ohlyad metodiv zmitsnennya posadochnykh poverkhon' korpusnykh detaley avtotraktornoyi tekhniky [Review of methods for strengthening the mounting surfaces of body parts for automotive and tractor equipment]. Pidvyshchennya nadiynosti i efektyvnosti mashyn, protsesiv i system. Materialy V mizhnarodnoyi naukovo-praktychnoyi konferentsiyi (19–21 kvitnya 2023 r., Kropyvnyts'kyy) [Improving the reliability and efficiency of machines, processes and systems. Materials of the V Int. Sci.-Pract. Conf. (19–21 April 2023, Kropyvnytskyi)]. Kropyvnytskyi, TsNTU Publ., 2023, pp. 12–14.
Aulin V. V., Lysenko S. V., Kuzyk O. V., Hryn'kiv A. V., Holub D. V. Trybofizychni osnovy pidvyshchennya nadiynosti mobil'noyi sil's'kohospodars'koyi ta avtotransportnoyi tekhniky tekhnolohiyamy trybotekhnichnoho vidnovlennya: monohrafiya [Tribophysical foundations for improving the reliability of mobile agricultural and motor transport equipment using tribotechnical restoration technologies: monograph]. Kropyvnytskyi, Lysenko V. F. Publ., 2016. 303 p.
Lopata L. A., Solovykh A. Ye., Katerynych S. Ye., Mahopets' S. O. Zastosuvannya hibrydnykh tekhnolohiy dlya vidnovlennya ta pidvyshchennya stroku sluzhby detaley transportnykh zasobiv [Application of hybrid technologies for restoration and extension of service life of vehicle parts]. Pidvyshchennya nadiynosti i efektyvnosti mashyn, protsesiv i system. Materialy V mizhnarodnoyi naukovo-praktychnoyi konferentsiyi (19–21 kvitnya 2023 r., Kropyvnyts'kyy) [Improving the reliability and efficiency of machines, processes and systems. Materials of the V Int. Sci.-Pract. Conf. (19–21 April 2023, Kropyvnytskyi)]. Kropyvnytskyi, TsNTU Publ., 2023, pp. 140–144.
Vasetskaya L. Analysis and comparison of mechanical and chemical properties of protective coatings obtained at different combinations of "target – substrate". Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019, vol. 2, no. 12 (98), pp. 19–27. doi: 10.15587/1729-4061.2019.161292
Arthur E. K., Azeko S. T. Surface hardening of ferrous materials with cassava (Manihot spp.) waste: A review. Scientific African. 2020, vol. 9, p. e00483. doi: 10.1016/j.sciaf.2020.e00483
Morshed-Behbahani K., Farhat Z., Nasiri A. Effect of Surface Nanocrystallization on Wear Behavior of Steels: A Review. Materials. 2024, vol. 17, issue 7, p. 1618. doi: 10.3390/ma17071618
Rakesh N., Rameshkumar K. Activated flux induced Tungsten inert gas welding of Ferrous alloys-A Review. Journal of Physics: Conference Series. 2022, vol. 2272, p. 012020. doi: 10.1088/1742- 6596/2272/1/012020
Morshed-Behbahani K., Zakerin N. A review on the role of surface nanocrystallization in corrosion of stainless steel. Journal of Materials Research and Technology. 2022, vol. 19, pp. 1120–1147. doi: 10.1016/j.jmrt.2022.05.094
Liu J., Ye C., Dong Y. Recent development of thermally assisted surface hardening techniques: A review. Advances in Industrial and Manufacturing Engineering. 2021, vol. 2, p. 100006. doi: 10.1016/j.aime.2020.100006